BRPI0922362B1

BRPI0922362B1 - Dispositivo de acionamento de motor e compressor e refrigerador usando o mesmo

Info

Publication number: BRPI0922362B1
Application number: BRPI0922362-2A
Authority: BR
Inventors: Hidehisa Tanaka; Yoshinori Takeoka
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2020-09-24
Also published as: JP5428745B2; BRPI0922362A2; CN102239630A; EP2375558B1; TW201031108A; US20110219816A1; CN102239630B; JP2010158147A; US8716964B2; WO2010064402A1; EP2375558A4; EP2375558A1

Abstract

DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO DE MOTOR E COMPRESSOR E REFRIGERADOR USANDO O MESMO Uma unidade de correção de fase (25) para a extração de um sinal de comutação para a comutação de um enrolamento que permite que uma corrente flua para um motor DC sem escovas (4) e uma unidade de acionamento (16) para a extração de um sinal de acionamento indicando um sincronismo de suprimento de potência elétrica suprida para o motor DC sem escovas (4) pelo inversor (3) , com base no sinal de comutação extraído a partir da unidade de correção de fase (25) são providas, de modo a se manter uma relação predeterminada entre uma fase de uma corrente fluindo para um enrolamento predeterminado de motor DC sem escovas (4) e uma fase de uma voltagem. Uma vez que o motor DC sem escovas (4) é acionado por um sinal para manutenção da relação predeterminada entre a fase da corrente e a fase da voltagem, a estabilidade do acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta é melhorada, e uma faixa de acionamento é estendida.

Description

DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO DE MOTOR E COMPRESSOR E REFRIGERADOR USANDO O MESMO

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção se refere a um dispositivo de acionamento de motor para acionamento de um motor de corrente contínua (DC) sem escova, bem como a um compressor e um refrigerador usando o mesmo.

TÉCNICA ANTECEDENTE

Um dispositivo de acionamento de motor realiza um controle pela comutação entre um acionamento segundo condições de carga baixa e um acionamento segundo condições de carga alta, de modo a se estender uma faixa de acionamento de um motor DC sem escovas. Quer dizer, em condições de carga baixa, o dispositivo de acionamento de motor convencional realiza um controle de velocidade com base em uma posição de rotação do motor DC sem escovas por um controle de feedback de modulação de largura de pulso (PWM) . Mais ainda, um dispositivo de acionamento de motor convencional mostrado na Literatura de Patente 1 realiza um acionamento síncrono que comuta uma fase a ser energizada do motor DC sem escovas em um ciclo constante em condições de carga alta. A Fig. 10 é um diagrama de blocos que mostra o dispositivo de acionamento de motor convencional descrito na Literatura de Patente 1.

Na Fig. 10, o suprimento de potência 101 é um suprimento de potência comercial geral. No Japão, é um suprimento de potência de 50 Hz ou 60 Hz AC tendo um valor efetivo de 100 V. Um circuito de retificação e atenuação 102 recebe uma entrada a partir de um suprimento de potência AC 101 e retifica e atenua a potência elétrica DC.

O circuito de retificação e atenuação 102 inclui quatro diodos retificadores conectados em ponte 102a a 102d e capacitores de atenuação 102e e 102f. O inversor 103 inclui seis elementos de comutação 103a a 103f, os quais são acoplados em conjunto através de uma ponte completa trifásica. O inversor 103 converte potência elétrica DC do circuito de retificação e atenuação 102 em uma potência elétrica AC, e supre a potência elétrica AC de qualquer voltagem e freqüência para o motor DC sem escovas 104. 0 motor DC sem escovas 104 inclui um rotor que tem um ímã permanente e um estator que tem enrolamentos conectados em estrela trifásicos.

O circuito de detecção de voltagem contra-eletromotora 105 detecta uma posição relativa do rotor a partir de uma voltagem contra-eletromotora gerada em um enrolamento de estator de motor DC sem escovas 104. O circuito de acionamento 106 ativa e desativa os elementos de comutação 103a a 103f do inversor 103. O circuito de comutação 107 decide qual elemento de comutação dos elementos de comutação 103a a 103f está ativado com base na saída do circuito de detecção de voltagem contra-eletromotora 105, quando o motor DC sem escovas 104 estiver acionado em um estado estacionário. Um circuito de acionamento síncrono 108 extrai uma freqüência predeterminada e uma voltagem predeterminada (atividade predeterminada) quando o motor DC sem escovas 104 estiver acionado como um motor de sincronização.

O circuito de comutação 109 comuta um sinal a ser enviado para o circuito de acionamento 106 entre um sinal de circuito de comutação 107 e um sinal de circuito de acionamento síncrono 108. O circuito de controle de PWM 110 realiza um controle de PWM ao talhar apenas elementos de comutação do braço superior ou do braço inferior dos elementos de comutação 103a a 103f do inversor 103. Uma voltagem de saída é aumentada ou diminuída pelo aumento / diminuição de uma atividade de uma largura de pulso (a taxa do período LIGADO no ciclo de pulso). Um circuito de determinação de condição de carga 111 determina um estado de carga do motor DC sem escovas 104 com base em um sinal do circuito de detecção de voltagem contra-eletromotora 105, e decide uma comutação de um modo de acionamento pelo circuito de comutação 109. O circuito de determinação de condição de carga 111 inclui um primeiro circuito de temporizador 112, um circuito de determinação de atividade 113 e um circuito de determinação de fase 114. O primeiro circuito de temporizador 112 começa um temporizador, quando o acionamento pelo circuito de acionamento síncrono 108 for começado, e termina o temporizador quando um tempo predeterminado tiver passado. O circuito de determinação de atividade 113 detecta que a carga atinge um máximo quando a atividade atinge um máximo (100%).

Um circuito de determinação de fase 114 detecta uma diferença de fase entre um sinal de circuito de detecção de voltagem contra-eletromotora 105 e um sinal de circuito de acionamento síncrono 108 para a obtenção de um estado de carga presente. Um circuito de regulagem de freqüência 115 detecta uma diferença de fase entre o sinal de circuito de detecção de voltagem contra-eletromotora 105 e o sinal de circuito de acionamento síncrono 108, e diminui a freqüência de saída do circuito de acionamento síncrono 108, quando a diferença de fase detectada for menor do que um valor predeterminado.

No dispositivo de acionamento de motor convencional que tem a configuração mencionada acima, quando uma carga para o motor é aumentada, uma velocidade predeterminada não pode ser ocasionalmente mantida pelo controle de feedback enquanto detecta um rotor de motor DC sem escovas 104. Então, o dispositivo de acionamento de motor convencional comuta o acionamento para um acionamento síncrono por um controle de laço aberto, de modo a ser comutado para comutação em que a velocidade de rotação alvo é constante. Após o acionamento ser comutado para um acionamento síncrono, o acionamento é retornado para o controle de feedback de novo após um tempo predeterminado medido pelo primeiro circuito de temporizador 112 ter passado.

Assim, o rotor do motor segue um sincronismo de comutação com atraso. Em outras palavras, uma fase de uma voltagem de terminal lidera em relação a uma fase de uma voltagem induzida, e, de modo similar, uma fase de uma corrente á uma fase líder em relação à fase de voltagem induzida. Assim, o tempo de acionamento síncrono se torna um estado similar a um controle de enfraquecimento de fluxo magnético. Portanto, é possível facilmente estender uma faixa de acionamento de motor DC sem escovas 104.

Mesmo em um motor de torque baixo que sacrifica a taxa de rotação máxima, de modo a melhorar a eficiência do motor, uma faixa de acionamento é estendida de modo a se obter uma taxa de rotação desejada no ponto de carga máxima. Mais ainda, sob uma carga usual, um motor altamente eficiente pode ser acionado com uma eficiência mais alta por um controle de feedback.

Contudo, na configuração convencional mencionada acima, o motor DC sem escovas sob condições de velocidade alta e de carga alta é acionado de forma síncrona por um laço aberto em um ciclo de comutação constante. Portanto, em uma faixa de carga baixa predeterminada, a voltagem induzida segue a voltagem aplicada em uma fase atrasada predeterminada de acordo com a carga. Quer dizer, o rotor do motor DC sem escovas segue com respeito à comutação em uma fase atrasada predeterminada. Mais ainda, a fase de corrente é determinada a partir da relação entre a voltagem induzida e a voltagem aplicada. Como resultado, a relação de fase da voltagem induzida, da voltagem aplicada e uma corrente de enrolamento do motor DC sem escovas é estável em um estado predeterminado, e uma faixa de carga na qual um acionamento pode ser realizado é estendida.

Contudo, quando a carga está em um nível predeterminado ou mais, o rotor é atrasado com respeito à comutação, resultando em um estado de enfraquecimento de fluxo magnético. Quer dizer, com referência à posição do rotor, a fase da voltagem aplicada e a fase da corrente se tornam fases líderes com respeito à fase da voltagem induzida, resultando em um estado de enfraquecimento de fluxo magnético. Neste estado, o rotor é acelerado em sincronização com o ciclo de comutação. Após isso, um ângulo de entrada da fase da corrente é reduzido pela aceleração receptor rotor e, desta vez, a velocidade do rotor é reduzida. Este estado é repetido, e o rotor repete a aceleração e a desaceleração. Como resultado, um estado de acionamento (uma velocidade de acionamento) pode não convergir para um estado estável. Quer dizer, devido à mudança na velocidade do rotor, a fase da voltagem induzida é instável e, portanto, a relação de fase entre a fase da voltagem aplicada e a fase da corrente pode ser mudada. Nesse estado de acionamento, uma vez que a taxa de rotação do motor DC sem escovas muda, um som de batida associado à mudança na velocidade pode ocorrer. Mais ainda, pode haver um aumento ou uma diminuição na pulsação de uma corrente do motor por uma aceleração e uma desaceleração cíclicas, uma parada de proteção de sobrecorrente causada pela ocorrência da pulsação de corrente, e, finalmente, uma possibilidade de saída de sincronismo do motor DC sem escovas.

De modo a não causar esses problemas, em dispositivos de controle de motor convencionais, um acionamento não é realizado em um estado no qual a rotação de um motor DC sem escovas é instável. Isto significa que o acionamento do motor DC sem escovas sob condições de velocidade alta e carga alta é limitado. Em outras palavras, houve um problema de uma faixa de acionamento não poder ser estendida (isto é, uma faixa de acionamento é estreita).

[Lista de Citação] [Literatura de Patente]

[Literatura de Patente 1] Publicação Não Examinada de Patente Japonesa N° H9-88837.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção resolve o problema convencional mencionado acima, e provê um dispositivo de acionamento de um motor DC sem escovas tendo alta confiabilidade pela melhoria da estabilidade de acionamento do motor DC sem escovas sob condições de velocidade alta e carga alta, de modo a estender uma faixa de acionamento, e suprimindo um estado instável devido a fatores externos.

Um dispositivo de acionamento de motor da presente invenção é configurado para acionar um motor DC sem escovas incluindo um rotor e um estator tendo enrolamentos trifásicos. Mais ainda, a presente invenção inclui um inversor para a conversão de potência elétrica DC em potência elétrica AC e suprindo a potência elétrica para o motor DC sem escovas, e uma unidade de detecção de fase de corrente para a detecção de uma fase de uma corrente fluindo através de um motor DC sem escovas. Mais ainda, a presente invenção inclui uma unidade de correção de fase para a extração de um sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC sem escovas, com base em um resultado de detecção da unidade de detecção de fase de corrente, de modo que uma fase de uma corrente fluindo em um enrolamento predeterminado do motor DC sem escovas e uma fase de uma voltagem mantenham uma relação predeterminada. Mais ainda, a presente invenção inclui uma unidade de acionamento para a extração de um sinal de acionamento para o inversor, com base no sinal de comutação extraído a partir da unidade de correção de fase, e o sinal de acionamento indica um sincronismo de suprimento de potência elétrica suprida para o motor DC sem escovas pelo inversor.

Com essa configuração, uma vez que a relação entre a fase da corrente do motor e a fase da voltagem é mantida pela unidade de correção de fase, embora o acionamento não detecte uma posição do rotor do motor, a rotação do motor é estabilizada também no acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta. Portanto, o dispositivo de acionamento de motor da presente invenção pode melhorar o acionamento do motor DC sem escovas sob condições de velocidade alta e carga alta, e pode estender uma faixa de acionamento, bem como pode suprimir um estado instável por forças externas. Assim, um dispositivo de apresentação de acionamento de um motor DC sem escovas tendo alta confiabilidade pode ser provido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é um diagrama de blocos que mostra um dispositivo de acionamento de motor de acordo com uma primeira modalidade de exemplo da presente invenção.
A Fig. 2A é um gráfico para ilustração de uma relação de fase do dispositivo de acionamento de motor da modalidade de exemplo.
A Fig. 2B é um gráfico para ilustração de uma outra relação de fase do dispositivo de acionamento de motor da modalidade de exemplo.
A Fig. 3 é um gráfico que mostra uma relação entre torque e uma fase de um motor DC sem escovas na modalidade de exemplo.
A Fig. 4 é um fluxograma que mostra uma operação de um dispositivo de acionamento de motor de acordo com uma segunda modalidade de exemplo da presente invenção.
A Fig. 5 é um gráfico de sincronismo de uma segunda unidade de comutação do dispositivo de acionamento de motor na modalidade de exemplo.
A Fig. 6 é um fluxograma que mostra uma operação da segunda unidade de comutação do dispositivo de acionamento de motor na modalidade de exemplo.
A Fig. 7 é um gráfico de sincronismo de uma unidade de detecção de posição do dispositivo de acionamento de motor na modalidade de exemplo.
A Fig. 8 é uma vista em corte que mostra uma parte principal de um motor DC sem escovas na modalidade de exemplo.
A Fig. 9 é um diagrama de blocos que mostra um
refrigerador provido com um dispositivo de acionamento de motor de acordo com uma terceira modalidade de exemplo da presente invenção.
A Fig. 10 é um diagrama de blocos que mostra um
dispositivo de acionamento de motor convencional.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

A partir deste ponto, modalidades de exemplo da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos.

PRIMEIRA MODALIDADE DE EXEMPLO

A Fig. 1 é um diagrama de blocos que mostra um dispositivo de acionamento de motor de acordo com uma primeira modalidade de exemplo da presente invenção. Na Fig. 1, um suprimento de potência 1 é um suprimento de potência comercial geral. No Japão, é um suprimento de potência de 50 Hz ou 60 Hz AC tendo um valor efetivo de 100 V. O dispositivo de acionamento de motor 22 é conectado ao suprimento de potência 1 e aciona o motor DC sem escovas 4. A partir deste ponto, o dispositivo de acionamento de motor 22 é descrito.

Um circuito de retificação e atenuação 2 recebe uma entrada a partir do suprimento de potência 1 e retifica e atenua a potência elétrica AC para a potência elétrica DC.

O circuito de retificação e atenuação 2 inclui quatro díodos retificadores conectados em ponte 2a a 2d e capacitores de atenuação 2e e 2f. O inversor 3 inclui seis elementos de comutação 3a a 3f, os quais são acoplados em conjunto através de uma ponte completa trifásica. O —inversor—3—rnnvprte potência elétrica PC do circuito de retificação e atenuação 2 em uma potência elétrica AC, e supre a potência elétrica AC de qualquer voltagem e frequência para o motor DC sem escovas 4. O motor DC sem escovas 4 inclui um rotor que tem um ímã permanente e um estator que tem enrolamentos conectados em estrela trifásicos (enrolamentos trifásicos).

A unidade de detecção de corrente 8 detecta uma corrente de fase de motor DC sem escovas 4. Na modalidade de exemplo, a unidade de detecção de corrente 8 é instalada _entre a saida de inversor 3 e o enrolamento do estator. Um método para a detecção de uma corrente de fase é um método de instalação de um resistor de derivação entre os elementos de comutação de lado mais baixo 3b, 3d e 3f do inversor 3 e um lado de entrada N de inversor, isto é, um lado de anodo de diodos 2c e 2d de circuito de retificação e atenuação 2, e detectar uma corrente a partir de uma geração de voltagem no resistor de derivação. Contudo, uma vez que uma perda pelo resistor de derivação pode ocorrer, uma configuração de perda baixa pode ser empregada pelo uso de um sensor de corrente, ao invés de se usar um resistor de derivação.

A unidade de detecção de fase de corrente 9 detecta uma fase da corrente de fase a partir da saída da unidade de detecção de corrente 8. Uma fase na qual uma corrente do motor é máxima ou mínima preferencialmente é detectada a partir de qualquer fase de enrolamento nos enrolamentos trifásicos do estator de motor DC sem escovas 4. Alternativamente, como um método mais fácil e mais simples, o sincronismo de uma fase específica, por exemplo, um sincronismo de passagem pelo zero de uma corrente fluindo em qualquer fase de enrolamento pode ser detectado.

A unidade de correção de fase 25 extrai um sinal indicando o sincronismo de comutação de comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC sem escovas 4, isto é, um sinal de comutação de modo que uma relação predeterminada seja mantida entre a fase da corrente fluindo através do motor DC sem escovas 4 e a fase de uma voltagem. Aqui, a fase da corrente fluindo através do motor DC sem escovas 4 pode ser obtida a partir da unidade de detecção de fase de corrente 9. A saída do sinal de comutação pode ser com base em qualquer sincronismo com base na fase da corrente fluindo através do motor DC sem escovas 4. Portanto, o sinal de comutação pode ser extraído pelo uso de um resultado de detecção de unidade de detecção de fase de corrente 9, com base no sincronismo de passagem pelo zero da corrente, o que pode ser detectado de forma fácil e confiável.

A unidade de acionamento 16 extrai um sinal de acionamento indicando um suprimento de sincronismo de potência elétrica a ser suprido pelo inversor 3 para o motor DC sem escovas 4, com base no sinal de comutação extraído a partir da unidade de correção de fase 25. Com este sinal de acionamento, os elementos de comutação 3a a 3f de inversor 3 são ativados e desativados. Assim, o motor DC sem escovas 4 é acionado. Note aqui que o dispositivo de acionamento de motor 22 nesta modalidade de exemplo não detecta particularmente uma posição do rotor do motor DC sem escovas 4.

Em seguida, uma fase de uma corrente fluindo através do motor DC sem escovas 4 e uma fase de uma voltagem, as quais são mantidas como uma relação predeterminada pela unidade de correção de fase 25, são descritas com referência aos desenhos. As Fig. 2A e 2B são gráficos para ilustração de uma operação na presente invenção, mostrando a relação de fase entre uma corrente de fase e uma voltagem de terminal de motor DC sem escovas 4, quando o motor DC sem escovas 4 for acionado em laço aberto por um circuito de acionamento síncrono.

Nas Fig. 2A e 2B, a abscissa mostra o tempo e a ordenada mostra uma fase com base em uma fase de uma voltagem induzida (isto é, uma diferença de fase com respeito à voltagem induzida). Em ambos os desenhos, a linha Al mostra a fase de uma corrente de fase; a linha B1 mostra a fase de uma voltagem de terminal, e a linha Cl mostra a diferença de fase entre a corrente de fase e a voltagem de terminal. A Fig. 2A mostra um estado de acionamento estável sob condições de carga baixa; e a Fig. 2B mostra um estado de um limite de acionamento em um dispositivo de acionamento de motor. Mais ainda, ambas as Fig. 2A e 2B mostram que a fase da corrente lidera com respeito à fase da voltagem de terminal, mostrando que o motor DC sem escovas é acionado em uma velocidade extremamente alta e está em um estado no qual a voltagem induzida é alta.

Conforme mostrado na Fig. 2A, no caso de um estado de acionamento estável em um acionamento síncrono, o rotor é atrasado com respeito à comutação por um ângulo correspondente a um estado de uma carga. Quer dizer, vista a partir do rotor, a comutação é uma fase líder, e uma relação predeterminada é mantida. Em outras palavras, vistas a partir da voltagem induzida, as fases de voltagem e corrente são fases líderes, e uma relação predeterminada é mantida. Isto é o mesmo que um estado de um controle de enfraquecimento de fluxo magnético e, assim, um acionamento à alta velocidade é possível.

Por outro lado, conforme mostrado na Fig. 2B, quando uma carga é grande com respeito a uma velocidade de acionamento, o rotor é atrasado com respeito à comutação e, desse modo, um estado de enfraquecimento de fluxo magnético ocorre, e o rotor é acelerado em sincronização com o ciclo de comutação. Após isso, um ângulo de entrada da corrente é reduzido pela aceleração do rotor e, desta vez, o rotor é desacelerado. Este estado é repetido, e o rotor repete a aceleração e a desaceleração. Isto resulta em um estado de acionamento instável (velocidade de acionamento). Quer dizer, conforme mostrado na Fig. 2B, a rotação do motor DC sem escovas muda com respeito à comutação realizada em um ciclo constante. Portanto, com referência à fase da voltagem induzida, a fase da voltagem de terminal muda e um estado de acionamento se torna instável. Isto é porque, quando o rotor do motor está fora de sincronização, a posição não pode ser entendida, por causa do acionamento de laço aberto, de modo que a fase da voltagem de terminal (isto é, o sincronismo de comutação) não pode ser fixada com respeito à voltagem induzida. Portanto, de modo a se estabilizar o acionamento em um estado de acionamento síncrono, a relação de fase entre a fase da voltagem induzida e a fase da voltagem de terminal preferencialmente é fixada. A unidade de correção de fase 25 extrai um sinal de comutação que mantém essa relação predeterminada. Em outras palavras, a unidade de correção de fase 25 extrai um sinal de comutação para se tornar constante a diferença de fase (linha Cl) entre a fase de uma corrente (linha Al) e a fase de uma voltagem (linha Bl).

A unidade de correção de fase 25 pode extrair um sinal de comutação para tornar constante a diferença de fase pela correção do tempo de energização para qualquer fase de enrolamento dos enrolamentos trifásicos do motor DC sem escovas 4. Isto é particularmente efetivo quando uma carga do motor DC sem escovas 4 tem alta inércia. Em uma carga cuja inércia é grande, uma vez que a mudança na velocidade por um tempo curto é extremamente pequena, mesmo se um sinal para se tornar uma diferença de fase constante pela correção do tempo de energização para qualquer fase de enrolamento for extraído, a mudança na velocidade não é aumentada, e uma performance de acionamento estável pode ser obtida. Assim, uma faixa de carga na qual um acionamento pode ser acionado é estendida.

A Fig. 3 é um gráfico que mostra uma relação entre torque e uma fase, quando o motor DC sem escovas 4 é acionado de forma síncrona. Na Fig. 3, a abscissa mostra o torque do motor, e a ordenada mostra uma diferença de fase com base na fase da voltagem induzida. Quando a fase é positiva, a fase lidera com respeito à fase da voltagem induzida. Mais ainda, na Fig. 3, a linha A2 mostra a fase da corrente de motor DC sem escovas 4, e a linha B2 mostra a fase da voltagem de terminal, mostrando um estado estável no acionamento síncrono. Uma vez que a fase da corrente lidera com respeito à fase da voltagem de terminal, é mostrado que o acionamento é realizado em um estado no qual a voltagem induzida é alta e a velocidade é alta.

Conforme é evidente a partir da relação entre a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal mostradas na Fig. 3, a mudança na fase da corrente com respeito ao torque de carga é extremamente pequena. Por outro lado, uma vez que a fase da voltagem de terminal muda linearmente, a diferença de fase entre a corrente e a voltagem muda de forma substancialmente linear, de acordo com o torque de carga. Aqui, conforme descrito acima, em um estado no qual o acionamento é estável em um acionamento síncrono, conforme mostrado na Fig. 2A, a relação da voltagem induzida, da corrente do motor e da fase da voltagem de terminal é mantida constante e é estável. Quer dizer, a fase da corrente do motor e a fase da voltagem de terminal são equilibradas em uma relação de fase apropriada de acordo com a carga. Portanto, em particular, no acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta, conforme mostrado na Fig. 3, pela manutenção e fixação da fase da corrente e da fase da voltagem do motor em uma relação apropriada de acordo com a carga, um fenômeno de repetição de aceleração e desaceleração, o qual ocorria em um dispositivo de acionamento de motor convencional, pode ser evitado, de modo que uma faixa de acionamento possa ser adicionalmente estendida.

SEGUNDA MODALIDADE DE EXEMPLO

Um dispositivo de acionamento de motor de acordo com a segunda modalidade de exemplo da presente invenção é descrito com referência, por exemplo, à Fig. 1. Note que os mesmos componentes que aqueles descritos na primeira modalidade de exemplo são descritos com os mesmos números de referência proporcionados.

Na Fig. 1, o suprimento de potência 1, o circuito de retificação e atenuação 2, o inversor 3 e o motor DC sem escovas 4 são os mesmos componentes que aqueles na primeira modalidade de exemplo. A unidade de detecção de posição 5 detecta uma posição relativa de um rotor de motor DC sem escovas 4. Como um método para a detecção da posição relativa do rotor do motor DC sem escovas 4, quaisquer métodos podem ser empregados. Os exemplos do método para detecção de um ponto de passagem pelo zero de uma voltagem induzida gerada pela rotação do motor DC sem escovas 4 incluem um método bem conhecido de comparação do tamanho de uma voltagem de um terminal de saída de inversor 3 e % de uma voltagem DC de inversor 3 com cada outra e a detecção do sincronismo no qual a relação de tamanho entre elas é revertida no período desligado do inversor 3 em ambos os elementos de comutação de lado superior e de lado inferior (por exemplo, os elementos de comutação 3a a 3f de uma fase U) de fases arbitrárias.

A primeira unidade de comutação 6 decide um sincronismo de comutação de motor DC sem escovas 4 com base no controle de feedback, e o extrai como um primeiro sinal de comutação. A unidade de comando de velocidade 7 indica a velocidade de acionamento do motor DC sem escovas 4. A primeira unidade de comutação 6 detecta uma velocidade de acionamento presente do motor DC sem escovas 4 a partir do ciclo de geração de um sinal de posição obtido pela unidade de detecção de posição 5, e decide uma voltagem a ser aplicada ao inversor 3 e um sincronismo de aplicação, isto é, um sincronismo de comutação, a partir do desvio entre a velocidade de acionamento detectada e uma velocidade de comando indicada pela unidade de comando de velocidade 7. Especificamente, em um acionamento de onda retangular de 120 graus, no caso em que uma voltagem é aplicada no sincronismo quando um ângulo elétrico de 30 graus passou a partir do ponto de detecção do ponto de passagem pelo zero (isto é, um ponto de detecção de posição) , a voltagem induzida e a voltagem de terminal estão na mesma fase. O sincronismo ótimo pode ser obtida pela regulagem do sincronismo de aplicação de voltagem a partir do sincronismo de detecção de posição com base nos tipos e propriedades do motor ou do estado de carga. Mais ainda, o valor de voltagem pode ser regulado facilmente pelo controle de PWM. O controle de PWM aumenta uma atividade de PWM, de modo a se aumentar uma voltagem aplicada, quando a velocidade de acionamento é mais lenta do que a velocidade de comando, e diminui a atividade quando a velocidade de acionamento é mais rápida do que a velocidade de comando. Assim, uma voltagem aplicada ao motor DC sem escovas 4 é regulada, resultando em um controle da velocidade do motor DC sem escovas 4. Assim, um controle de feedback pela detecção de uma voltagem induzida é realizado.

A unidade de detecção de corrente 8 detecta uma corrente de fase, e é instalada entre a saída do inversor 3 e o enrolamento do estator. Os exemplos do método de detecção de uma corrente de fase incluem, como na primeira modalidade de exemplo, um método para a detecção de uma voltagem de um resistor de derivação de detecção de corrente, mas, devido à resistência, uma perda é aumentada. Portanto, nesta modalidade de exemplo, um sensor de corrente 8a é usado e, desse modo, um aumento de perda dificilmente ocorre. Assim, é possível obter um dispositivo de acionamento de motor altamente eficiente 22.

A unidade de detecção de fase de corrente 9 detecta uma fase de uma corrente de fase a partir de uma saída de unidade de detecção de corrente 8 como na primeira modalidade de exemplo, mas uma fase na qual uma corrente do motor atinge um máximo ou um mínimo preferencialmente é detectada a partir de qualquer fase de enrolamento dos enrolamentos trifásicos do estator de motor DC sem escovas 4. Isto contribui para a miniaturização e a redução de custo do dispositivo de acionamento de motor 22. Alternativamente, como um método mais fácil e mais simples, o sincronismo de uma fase específica, por exemplo, um sincronismo de passagem pelo zero de uma corrente fluindo em qualquer fase de enrolamento pode ser detectado. Mais ainda, nesta modalidade de exemplo, uma informação de corrente obtida pela unidade de detecção de corrente 8 é usada para a detecção de uma fase de uma corrente, mas não para a detecção de um valor de corrente. Portanto, não é necessário usar uma unidade de detecção de corrente 8 altamente acurada, tal como um sensor DC. Portanto, nesta modalidade de exemplo, pelo uso de um sensor AC de custo extremamente baixo 8a para a detecção de um item a ser medido através de um enrolamento secundário que é enrolado n vezes, o custo do dispositivo de acionamento de motor 22 é reduzido.

Na seleção do sensor AC 8a, pelo uso de um suprimento de potência comercial geral (50 Hz ou 60 Hz) , o custo pode ser mais reduzido. Mais ainda, o sensor AC 8a nesta modalidade de exemplo não é usado para a detecção de um valor elétrico, mas para a detecção do sincronismo de passagem pelo zero. Portanto, uma vez que a acurácia de saída não é particularmente requerida, a seleção com base na acurácia de saída não é requerida, desse modo se melhorando o rendimento. Também neste ponto, componentes de custo baixo podem ser selecionados. Quanto às características de freqüência, a mudança da acurácia de saída com respeito à freqüência de corrente não é um problema, mas é natural selecionar um tipo capaz de obter de forma confiável uma fase específica de forma estável a partir da freqüência mínima para a freqüência máxima.

Mais ainda, nesta modalidade de exemplo, como uma fase de uma corrente de fase arbitrária, o ponto de passagem pelo zero da corrente de fase é detectada. Assim, a saída do sensor AC 8a é introduzida em um conversor AD, tal como um microcontrolador, de modo a detectar um ponto no qual a polaridade de corrente é revertida (isto é, a direção é revertida) por uma amostragem digital regular (por exemplo, a cada 20 ps) e, desse modo, a detecção do ponto de passagem pelo zero pode ser facilmente obtida por software. Mais ainda, em hardware, isto pode ser facilmente realizada pela introdução de uma saída de sensor AC 8a em um fotoacoplador, e detectando-se uma borda de subida e uma borda de queda de um sinal extraído a partir do fotoacoplador.

Mesmo quando um deslocamento predeterminado ocorre no sincronismo de detecção devido a uma variação de constantes de hardware, ou uma instalação de um filtro de remoção de ruído na detecção da passagem pelo zero, apenas uma fase de referência arbitrária da corrente do motor é determinada. Portanto, nesta modalidade de exemplo, um dispositivo de acionamento de motor tendo um efeito extremamente pequeno de variação de circuito e similar pode ser obtido.

A segunda unidade de comutação 10 decide um sincronismo de comutação de motor DC sem escovas 4, e extrai isso como um segundo sinal de comutação. O segundo sinal de comutação é decidido com base na velocidade de acionamento do motor, o que é indicado pela unidade de comando de velocidade 7, e uma atividade predeterminada, com referência a qualquer fase de uma corrente de fase detectada pela unidade de detecção de fase de corrente 9.

A unidade de determinação de carga 11 determina um estado de carga de motor DC sem escovas 4. A unidade de determinação de carga 11 inclui uma unidade de determinação de atividade 12 para a determinação de um estado de uma atividade de PWM, uma unidade de determinação de diferença de fase 13 para a determinação de uma relação de fase entre um sincronismo de detecção de posição e o segundo sinal de comutação gerado pela segunda unidade de comutação, e uma unidade de regulagem de velocidade 14 para a regulagem de uma velocidade de motor DC sem escovas 4 a partir da unidade de determinação de diferença de fase 13.

A unidade de comutação 15 comuta entre um primeiro sinal de comutação pela primeira unidade de comutação 6 e um segundo sinal de comutação pela segunda unidade de comutação 10, com base no resultado de detecção de um estado de carga pela unidade de determinação de carga 11. Em outras palavras, a unidade de comutação 15 comuta entre o primeiro sinal de comutação e o segundo sinal de comutação como um sinal a ser empregado como um sinal indicando um sincronismo para comutação de um enrolamento que permite que uma corrente flua através do motor DC sem escovas 4.

A unidade de acionamento 16 extrai um sinal de acionamento com base no sincronismo do primeiro sinal de comutação ou do segundo sinal de comutação, o que é comutado pela unidade de comutação 15, e ativa e desativa os elementos de comutação 3a a 3f do inversor 3. Assim, o motor DC sem escovas 4 é acionado.

Uma operação do dispositivo de acionamento de motor 22 configurado conforme mencionado acima é descrita. A Fig. 4 é um fluxograma que mostra uma operação de acordo com esta modalidade de exemplo. Na Fig. 4, as etapas 1 a 3 são etapas de acionamento sob condições de carga baixa, em que um controle de feedback é realizado pela primeira unidade de comutação 6. Por outro lado, as etapas 4 a 7 são etapas de acionamento sob condições de carga alta em que o acionamento pela primeira unidade de comutação 6 é limitado, em que o acionamento síncrono com base na segunda unidade de comutação 10 é realizado. Em primeiro lugar, as operações das etapas 1 a 3, isto é, um controle de feedback pela primeira unidade de comutação 6 são descritas.

Na Fig. 4, em primeiro lugar, na etapa 1, um controle de velocidade é realizado pelo controle de feedback de PWM objetivando uma velocidade indicada pela unidade de comando de velocidade 7. Note aqui que o unidade de comando de velocidade 7 regula e indica uma velocidade alvo apropriada com base no ambiente de acionamento ou em um estado do motor DC sem escovas 4. O controle de feedback de PWM controla o sincronismo de comutação, de modo a se obter o estado de acionamento mais eficiente para a realização de um controle de feedback de detecção de posição. Em seguida, na etapa 2, é confirmado se a velocidade de acionamento atinge ou não a velocidade alvo. Quando a velocidade de acionamento atinge a velocidade alvo, em outras palavras, quando o acionamento é realizado na velocidade alvo (Sim na etapa 2), o procedimento retorna para a etapa 1. Quando a velocidade de acionamento não atinge a velocidade alvo (Não na etapa 2), o procedimento vai para a etapa 3. Na etapa 3, a unidade de determinação de atividade 12 na unidade de determinação de carga 11 confirma se a atividade de PWM atinge ou não a atividade máxima (em geral, 100%). Quando a atividade de PWM é menor do que 100% (Sim na etapa 3) , uma vez que o controle de velocidade do controle de atividade de PWM pode ser realizado, o procedimento retorna para a etapa 1. Aqui, quando a atividade de PWM atinge o máximo (Não na etapa 3), uma voltagem suprida para o motor DC sem escovas 4 não pode ser adicionalmente aumentada. Quer dizer, o estado é um estado de carga de limite no acionamento com base na primeira unidade de comutação 6.

Desta forma, quando o acionamento com base na primeira unidade de comutação 6 atinge o limite, a unidade de comutação 15 comuta a primeira unidade de comutação para a segunda unidade de comutação 10. Assim, o motor DC sem escovas 4 é acionado com base na segunda unidade de comutação 10. As etapas posteriores a isto correspondem àquelas posteriores à etapa 4 na Fig. 4, mas o acionamento com base na segunda unidade de comutação 10 é descrito primeiramente.

O conceito básico quanto a um segundo sinal de comutação a ser extraído pela segunda unidade de comutação 10 é o mesmo que aquele descrito com referência às Fig. 2A, 2B e 3 na primeira modalidade de exemplo. Especificamente, o conceito é manter a diferença de fase entre uma fase de uma corrente de motor DC sem escovas 4 e uma fase de uma voltagem de terminal constante, em outras palavras, estabilizar a diferença de fase.

Aqui, uma operação para a estabilização da diferença de fase entre a fase da corrente de motor DC sem escovas 4 e a fase da voltagem de terminal de acordo com o estado de carga é descrita. A Fig. 5 é um gráfico de sincronismo de sincronismo de comutação pela segunda unidade de comutação 10 nesta modalidade de exemplo. Na Fig. 5, um sinal D mostra um sincronismo da fase de referência de uma corrente de fase U, em particular, o ponto no qual a polaridade da corrente de fase U é mudada de negativa para positiva, em outras palavras, o ponto de passagem pelo zero D0. Os sinais E, F e G mostram estados ligados / desligados dos elementos de comutação de lado superior 3a, 3c e 3e das fases U, V e W, respectivamente. Note aqui que a energização é uma energização de onda retangular de 120 graus. O ciclo de comutação Tfrq é um ciclo constante com base na velocidade de comando pela unidade de comando de velocidade 7 em um acionamento síncrono, com base na segunda unidade de comutação 10, e a comutação é repetida neste ciclo.

Cada tempo TO a Tm é um tempo a partir da fase de referência de uma corrente de fase para a comutação de uma fase arbitrária, e a segunda unidade de comutação 10 sempre mede este tempo. Nesta modalidade de exemplo, este tempo é um tempo a partir do ponto de passagem pelo zero de fase U até o tempo quando o elemento de comutação de lado superior de fase ü 3a é ativado. Cada tempo TWO a TWm é um tempo durante o qual um elemento de comutação arbitrário em uma fase arbitrária é ativado, em outras palavras, um tempo de energização. Nesta modalidade de exemplo, este tempo é um tempo de energização de elemento de comutação de lado superior de fase W 3e.

Aqui, uma operação de decisão do sincronismo desta comutação é descrita com referência à Fig. 6. A Fig. 6 é um fluxograma que mostra a segunda unidade de comutação 10 de dispositivo de acionamento de motor 22 nesta modalidade de exemplo.

Em primeiro lugar, na etapa 11, um tempo Tn a partir da corrente de fase de referência para a comutação de uma fase arbitrária é obtido. Nesta modalidade de exemplo, o tempo Tn é um tempo a partir do ponto de passagem pelo zero de fase U até o tempo quando o elemento de comutação de lado superior de fase U 3a é ativado. Na etapa 12, o tempo obtido Tn é comparado com o tempo médio Tav dos n pedaços de dados passados (TO a Tn-l) e a diferença finita é calculada. Na etapa 13, uma quantidade corrigida do ciclo de comunicação é calculada com base na diferença finita calculada. O cálculo da quantidade corrigida é decidida pelo uso de uma fórmula de correção ótima ou similar, a partir das características do motor, das características de carga ou similar, por exemplo, pela obtenção de ^ a diferença finita. Na etapa 14, com base na quantidade corrigida calculada na etapa 13, o ciclo de comutação de uma fase arbitrária é decidido pela adição da quantidade corrigida ao ciclo de comutação no acionamento síncrono. Nesta modalidade de exemplo, o tempo de energização TWn+1 de elemento de comutação de lado superior de fase W 3e, isto é, um tempo até que o elemento de comutação 3a seja ativado após o elemento de comutação 3c ser desativado, é decidido. Na etapa 15, pela consideração dos dados Tn obtidos neste tempo, o tempo médio Tav a partir da fase de referência de uma corrente de fase até o ciclo de comutação de uma fase arbitrária é atualizado.

Uma vez que a quantidade corrigida do ciclo de comutação seja decidida, conforme mencionado acima, quando a carga e similar são estáveis e o acionamento do motor DC sem escovas 4 está em um estado estável, a diferença finita entre os dados Tn obtidos e o tempo médio Tav de n tempos passados torna-se extremamente pequena. Em outras palavras, conforme mostrado na Fig. 3, a quantidade corrigida do sincronismo de comutação se torna um valor extremamente pequeno, de modo que uma correção seja realizada dificilmente e a relação de fase seja estabilizada.

Por outro lado, quando a carga é aumentada a partir do estado no qual o acionamento é estável, a rotação do rotor é atrasada com respeito ao ciclo de comutação, conforme mencionado acima. Em outras palavras, conforme mostrado na Fig. 3, a diferença de fase entre a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal diminui, e o tempo Tn na Fig. 5 é encurtado. Portanto, Tn é menor com respeito a Tav, e a diferença finita entre Tav e Tn aumenta. Neste caso, o ciclo de comutação é levado para perto da rotação do rotor. Quer dizer, a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal são sempre mantidas constantes. Nesta modalidade de exemplo, a quantidade corrigida com base na diferença finita entre Tav e Tn é adicionada na direção na qual o ciclo de comutação da fase W é atrasado (isto é, um tempo de energização do elemento de comutação de lado superior de fase W 3e é estendido). Neste caso, uma correção de comutação de outras fases não é realizada, e a comutação com base na velocidade de comando é repetida. Isto é uma operação de levar o tempo Tm da fase de referência da corrente de fase para a comutação perto do tempo médio Tav.

Portanto, a carga é aumentada e o rotor começa a ser atrasado com respeito à comutação, de modo que a diferença de fase entre a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal é reduzida, e Tm é encurtado. Assim, Tav como uma referência da quantidade corrigida do sincronismo de comutação é gradualmente encurtado. Conseqüentemente, Tm e Tav são equilibradas, a relação entre a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal de acordo com o estado de carga é mantido, e uma corrente apropriada e um ângulo de entrada de voltagem são obtidas, de modo que o estado de acionamento se torne estável.

Quando a carga é reduzida, a diferença finita entre Tav e Τη é aumentada no sinal oposto ao tempo quando a carga é aumentada. Portanto, embora a correção do sincronismo de comutação seja realizada na direção do sinal oposto, é similar a uma operação no tempo em que a carga é aumentada.

Desta forma, de acordo com o estado de carga, pela correção do sincronismo de comutação de modo que a relação de fase entre a corrente de fase e a voltagem de terminal seja mantida em um estado apropriado, é possível manter a relação da fase da voltagem induzida do motor (isto é, a rotação do motor) , a fase da corrente de fase e a fase da voltagem de terminal em um estado apropriado. Como resultado, a estabilidade de acionamento de motor DC sem escovas 4 sob condições de velocidade alta e carga alta pode ser melhorada, e a performance de acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta pode ser aumentada.

Conforme mencionado acima, quando o motor DC sem escovas 4 é acionado sob condições de velocidade baixa e carga baixa em que a atividade de PWM é menor do que 100% (Sim na esta 3, na Fig. 4), o controle de velocidade com base na posição relativa do rotor pela primeira unidade de comutação 6 é realizado pelo controle de feedback de PWM, e, desse modo, um acionamento altamente efetivo pode ser realizado. Por outro lado, quando o motor DC sem escovas 4 é acionado sob condições de velocidade alta e carga alta, a atividade de PWM é de 100% (Não na etapa 3 na Fig. 4) , e o estado de carga é um estado que não pode ser acionado na velocidade alvo pela primeira unidade de comutação 6. Neste estado, é possível realizar um acionamento de torque alto pelo controle de acionamento mantendo a relação de fase na qual as fases da corrente de fase e da voltagem de terminal têm permissão para corresponderem ao estado de carga. Assim, é possível obter uma performance de acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta em que uma faixa de acionamento é estendida e as quais são estáveis e não são suscetíveis a uma perturbação externa, se comparado com um dispositivo de acionamento de motor convencional.

Mais ainda, nesta modalidade de exemplo, pela realização da detecção de posição de uma corrente de fase em apenas uma fase, a performance de custo do dispositivo de acionamento de motor 22 é melhorada. Por outro lado, quando a correção de sincronismo de comutação da detecção da fase da corrente de fase é realizada pela obtenção de uma informação de fase de duas fases ou todas as três fases, um controle de correção mais sensível pode ser realizado.

Em seguida, uma operação de unidade de determinação de diferença de fase 13 de unidade de determinação de carga 11 é descrita. Mesmo quando um acionamento síncrono com base na segunda unidade de comutação 10 é realizado, há um torque acionável que tem limitações. Quando o torque está além da limitação, o motor DC sem escovas 4 perde o sincronismo. Portanto, de modo a se melhorar a confiabilidade do dispositivo de acionamento de motor desta modalidade de exemplo, uma operação à prova de falha é adicionada, antes da parada pela saída de sincronismo.

Aqui, a operação à prova de falha é descrita com referência à Fig. 7. A Fig. 7 é um gráfico de sincronismo de um sinal de saída de unidade de detecção de posição 5, quando o motor DC sem escovas 4 é acionado. A forma de onda Hl na Fig. 7 é uma forma de onda de uma voltagem de terminal da fase U. O sinal J1 é um sinal de saída da fase U de unidade de detecção de posição 5. O sinal K é um sinal de acionamento na fase U. Mais ainda, os intervalos SI e S2 são intervalos durante os quais os elementos de comutação de lado superior e de lado inferior da fase U são desativados, e uma voltagem induzida, na qual % da voltagem de entrada de inversor está passando pelo zero, aparece. Nesta modalidade de exemplo, a fase U é descrita, mas o mesmo é verdadeiro na fase V e na fase W, embora as fases estejam deslocadas em + 120°.

No acionamento com base na segunda unidade de comutação 10, independentemente de um sinal de unidade de detecção de posição 5, o motor DC sem escovas 4 é acionado pelo acionamento síncrono que repete uma comutação em uma atividade constante e um sincronismo constante. Portanto, quando a carga é aumentada ou a carga é grande, o rotor do motor DC sem escovas 4 roda com um pouco de atraso com respeito à comutação. Em outras palavras, a fase da voltagem de terminal é uma fase líder com referência à voltagem induzida. Neste caso, a forma de onda Hl (voltagem induzida) de uma voltagem de terminal original é deslocada para baixo, conforme mostrado na forma de onda H2. Assim, um sinal de saída J1 de unidade de detecção de posição também é deslocado na direção à direita de acordo com a seta L, conforme mostrado no sinal J2. Ao contrário, quando a carga é diminuída ou a carga é pequena, o rotor do motor DC sem escovas 4 roda com um pouco de avanço com respeito à comutação. Em outras palavras, uma fase da voltagem de terminal se torna uma fase atrasada com referência à voltagem induzida. Neste caso, a forma de onda Hl da voltagem de terminal original é deslocada para cima, conforme mostrado na forma de onda H3. Assim, o sinal de saída J1 da unidade de detecção de posição 5 também é deslocado—na—direção—à esquerda de acordo com a seta M, conforme mostrado no sinal J3.

O tempo t na Fig. 7 mostra uma diferença de tempo entre o sincronismo ligado do sinal de acionamento e uma borda de subida do sinal de saída de unidade de detecção de posição 5. Isto inclui uma informação da diferença de fase φ de ambos os sinais. Por exemplo, no caso de uma energização a 120 graus, quando o ângulo da borda de subida do sinal de detecção de posição para a comutação é de 20°, a diferença de fase φ é de 10°. Na segunda unidade de 0 tempo t na Fig. 7 mostra uma diferença de tempo entre o sincronismo ligado do sinal de acionamento e uma borda de subida do sinal de saída de unidade de detecção de posição 5. Isto inclui uma informação da diferença de fase φ de ambos os sinais. Por exemplo, no caso de uma energização a 120 graus, quando o ângulo da borda de subida do sinal de detecção de posição para a comutação é de 20°, a diferença de fase φ é de 10°. Na segunda unidade de comutação 10 , conforme mencionado acima, um acionamento é realizado na relação de fase de acordo com a carga, e em um estado estável e de ângulo de entrada apropriado. Assim, a relação de fase entre o sinal de acionamento e o sinal de unidade de detecção de posição 5 (isto é, a voltagem induzida) é mudada de acordo com a carga. Portanto, a partir da diferença de fase entre o sinal de acionamento e o sinal de unidade de detecção de posição 5, o estado de carga do motor DC sem escovas 4 pode ser obtido.

Aqui, de volta à Fig. 4, os procedimentos posteriores à etapa 4 são descritos. Quer dizer, o caso no qual a atividade de PWM atinge o máximo, em outras palavras, a atividade de PWM é de 10 0% na etapa 3 (Não na etapa 3) é descrito.

No acionamento com base na segunda unidade de comutação 10, a unidade de determinação de diferença de fase 13 determina pela comparação da diferença de fase φ entre um sinal de acionamento na fase U e um sinal de saída na fase Una unidade de detecção de posição 5 com um valor predeterminado, isto é, uma diferença de fase mínima predeterminada φ min (etapa 4) . Quando esta diferença de fase é uma diferença de fase mínima predeterminada φ min ou maior (Não na etapa 4), um acionamento síncrono com base na segunda unidade de comutação 10 é realizado na etapa 5. Mais ainda, na etapa 6, a unidade de determinação de diferença de fase 13 determina por comparação a diferença de fase φ com um valor predeterminado, isto é, uma diferença de fase máxima predeterminada φ max. Quando esta diferença de fase φ é menor do que a diferença de fase máxima predeterminada φ max (Sim na etapa 6) , o procedimento retorna para a etapa 4. Por outro lado, esta diferença de fase φ é maior do que uma diferença de fase máxima predeterminada φ max (Não na etapa 6) , a unidade de regulagem de velocidade 14 reduz a saída do motor DC sem escovas 4, desse modo reduzindo a taxa de rotação alvo, de modo a reduzir a velocidade de acionamento (etapa 7). Desta forma, uma parada devido à saída de sincronismo é evitada, de modo a se melhorar a confiabilidade do dispositivo de acionamento de motor. Após a velocidade de acionamento ser reduzida na etapa 7, o procedimento retorna para a etapa 4.

Por outro lado, um caso no qual um estado de carga é extremamente leve no acionamento com base na segunda unidade de comutação 10 é descrito. Neste caso, uma vez que a diferença de fase φ é menor do que uma diferença de fase mínima predeterminada φ min (Sim na etapa 4) , o procedimentos retorna para a etapa 1. Isto significa que é determinado que o controle de feedback de detecção de posição pela primeira unidade de comutação 6 é possível. Especificamente, é determinado que o acionamento está em um estado de carga no qual um acionamento com base na primeira unidade de comutação 6 se torna possível, o segundo sinal de comutação é comutado para o primeiro sinal de comutação pela unidade de comutação 15. Em outras palavras, o motor DC sem escovas 4 é deslocado a partir do controle de acionamento síncrono para acionamento pelo controle de feedback de detecção de posição. Assim, a carga é reduzida no momento do acionamento na segunda unidade de comutação 10. Quando um estado se torna um estado de carga no qual um acionamento na primeira unidade de comutação 6 é possível, este sincronismo é apropriadamente detectado, e um acionamento pode ser comutado para um acionamento altamente eficiente na primeira unidade de comutação 6.

Conforme mencionado acima, o dispositivo de acionamento de motor 22 nesta modalidade de exemplo realiza um acionamento de motor DC sem escovas 4 com base no primeiro sinal de comutação pela primeira unidade de comutação 6 no acionamento sob condições de velocidade baixa e carga baixa, e um acionamento do motor DC sem escovas 4 com base em um segundo sinal de comutação pela segunda unidade de comutação 10 no acionamento sob as condições de velocidade alta e carga alta. Portanto uma faixa de acionamento do motor DC sem escovas 4 pode ser estendida. Em particular, a estabilidade do acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta é melhorada.

Assim, uma faixa ampla de motor DC sem escovas 4 pode ser estendida. Mais ainda, uma vez que um motor altamente eficiente pode ser acionado mesmo em condições de velocidade alta e carga alta, o consumo de potência do dispositivo pode ser reduzido.

Em seguida, uma estrutura de motor DC sem escovas 4 de acordo com esta modalidade de exemplo é descrita. A Fig. 8 é uma vista em corte que mostra uma seção perpendicular ao eixo geométrico de rotação do rotor do motor DC sem escovas 4 nesta modalidade de exemplo.

O rotor 4a inclui um núcleo 4f e quatro ímãs 4b a 4e. O núcleo 4f é formado pela laminação de placas de aço silício puncionadas tendo uma espessura fina de em torno de 0,35 a 0,5 mm. Os ímãs 4b a 4e são embutidos no núcleo 4f. Para os ímãs 4b a 4e, ímãs permanentes de ferrita em formato de arco circular são freqüentemente usados. Conforme mostrado na Fig. 8, os ímãs são dispostos simetricamente com respeito ao centro, de modo que porções côncavas em formato de arco circular sejam voltadas para fora. Por outro lado, para os ímãs 4b a 4e, um ímã permanente feito de terras raras, tal como de neodímio, é usado, os ímãs 4b a 4e podem ter um formato de placa plana.

No rotor 4a tendo uma estrutura como essa, um eixo geométrico se estendendo a partir do centro do rotor 4a até o centro de um ímã (por exemplo, 4e) é definido como um eixo geométrico d, e um eixo geométrico se estendendo a partir do centro do rotor 4a até um local entre um ímã (por exemplo, 4e) e o ímã adjacente (por exemplo, 4b) é definido como um eixo geométrico q. A indutância Ld na direção de eixo geométrico d e a indutância Lq na direção de eixo geométrico q têm uma saliência inversa, e elas são diferentes de cada outra. Isto significa que, como um motor, outro além de um torque por um fluxo magnético (torque de ímã), um torque usando uma saliência inversa (torque de relutância) pode ser eficientemente usado. Portanto, como um motor, o torque pode ser usado eficientemente. Como resultado, nesta modalidade de exemplo, um motor altamente eficiente pode ser obtido.

Mais ainda, quando um controle nesta modalidade de exemplo é realizado, no caso em que o acionamento com base na segunda unidade de comutação 10 é realizado, a fase da corrente é uma fase líder. Portanto, uma vez que o torque de relutância é largamente usado, o motor pode ser acionado a uma velocidade de rotação mais alta, se comparado com um motor sem uma saliência inversa.

O motor DC sem escovas 4 nesta modalidade de exemplo é um rotor feito pelo embutimento dos ímãs permanentes 4b a 4e no núcleo 4f do rotor 4a, e tem uma saliência. Mais ainda, além do torque de ímã do ímã permanente, um torque de relutância de saliência é usado. Assim, não apenas a eficiência em uma velocidade baixa, mas também uma performance de acionamento em velocidade alta são adicionalmente melhoradas. Mais ainda, quando um ímã de terras raras, tal como de neodímio, é empregado para um ímã permanente, de modo a aumentar a taxa do torque de ímã, ou a diferença entre as indutâncias Ld e Lq é aumentada, de modo a se aumentar a taxa do torque de relutância, a eficiência pode ser aumentada pela mudança de um ângulo de energização ótimo.

Mais ainda, por exemplo, o motor DC sem escovas 4 é ocasionalmente requerido para ser acionado sob condições de carga baixa pela maioria do tempo, e acionado sob condições de carga alta temporariamente. Mesmo em um caso como esse, é requerido que o motor DC sem escovas 4 seja usado em uma faixa ampla a partir das condições de carga baixa para as condições de carga alta. Neste caso, nas condições de carga baixa usadas freqüentemente, é possível usar o motor DC sem escovas 4 projetado para gerar torque, de modo que ele possa acionar na primeira unidade de comutação 6 tendo uma atividade de 100%. Assim, na maioria do acionamento, isto é, no acionamento sob condições de carga baixa, um acionamento com um consumo de potência pequena e alta eficiência é realizado. Enquanto isso, no acionamento temporário sob condições de carga alta, um acionamento na segunda unidade de comutação 10 é realizado. Como um todo, uma eficiência alta pode ser obtida adicionalmente.

TERCEIRA MODALIDADE DE EXEMPLO

A Fig. 9 é um diagrama de blocos que mostra um refrigerador usando um dispositivo de acionamento de motor de acordo com a terceira modalidade de exemplo. Na Fig. 9, os mesmos componentes que aqueles na Fig. 1 são descritos pelo uso dos mesmos números de referência.

O motor DC sem escovas 4 é conectado ao elemento de compressão 24 para a formação de um compressor 17. Nesta modalidade de exemplo, o compressor 17 é usado em um ciclo de refrigeração. Em outras palavras, um refrigerante à alta temperatura e à alta pressão descarregado a partir do compressor 17 é transmitido para um dispositivo de condensação 18 e é liquefeito, levado para uma pressão baixa no tubo capilar 19, evaporado no evaporador 2 0 e retornado de novo para o compressor 17. Mais ainda, nesta modalidade de exemplo, o ciclo de refrigeração usando o dispositivo de acionamento de motor 22 é usado para o refrigerador 21, e o evaporador 20 resfria o interior 23 do refrigerador 21.

Desta forma, nesta modalidade de exemplo, o motor DC sem escovas 4 aciona o elemento de compressão 24 do compressor 17 do ciclo de refrigeração. Aqui, quando o compressor 17 é de um tipo de movimento alternativo (tipo alternativo), na configuração, um eixo de manivela metálico de massa grande e um pistão são conectados ao motor DC sem escovas 4, o que cria uma carga com inércia extremamente grande. Portanto, a mudança na velocidade por um tempo curto é extremamente pequena, independentemente dos processos no ciclo de refrigeração de compressor 17 (processo de sucção, processo de compressão e similares). Portanto, mesmo se um sincronismo de comutação for decidido com base em uma fase de uma corrente de apenas uma fase, a mudança na velocidade não se tornará grande, e, assim, uma performance de acionamento estável pode ser obtida. Mais ainda, no controle do compressor 17, um controle altamente acurado de taxa de rotação ou um controle de aceleração e de desaceleração não é requerido. Portanto, o dispositivo de acionamento de motor 22 da presente invenção é um das aplicações extremamente úteis com respeito ao acionamento de compressor 17.

Mais ainda, se comparado com um caso no qual um compressor é acionado por um dispositivo de acionamento de motor convencional, uma faixa de acionamento pode ser estendida. Portanto, um acionamento a uma velocidade mais alta pode melhorar a capacidade de refrigeração do ciclo de refrigeração. Assim, um sistema de resfriamento tendo a mesma configuração que um convencional pode ser aplicado para um sistema que requer uma capacidade de refrigeração mais alta. Portanto, um ciclo de refrigeração que requer uma capacidade de refrigeração alta pode ser miniaturizado, e pode ser provido a um custo baixo. Mais ainda, no ciclo de refrigeração usando um dispositivo de acionamento de motor convencional, um compressor cuja capacidade de refrigeração é menor em uma classe (por exemplo, u volume de cilindro de compressor é pequeno) pode ser usado. Assim, um ciclo de resfriamento pode ser adicionalmente miniaturizado e uma redução de custo pode ser obtida.

Nesta modalidade de exemplo, o compressor 17 é usado para o resfriamento do interior 23 do refrigerador 21. 0 refrigerador tem condições de uso em que a porta é aberta freqüentemente em um tempo limitado, por exemplo, nas horas de trabalho doméstico pela manhã e à noite, ou na estação verão. Ao contrário, na maior parte do dia, a porta não é aberta freqüentemente, e um estado de resfriamento no interior do refrigerador ê estável. Neste caso, o motor DC sem escovas 4 é acionado sob condições de carga baixa. Portanto, de modo a se reduzir o consumo de potência de refrigeradores, é efetivo melhorar a eficiência de acionamento do motor DC sem escovas sob condições de velocidade baixa e carga baixa.

Aqui, de modo a se melhorar a eficiência de acionamento sob condições de velocidade baixa e carga baixa, em outras palavras, de modo a se reduzir o consumo de potência em um motor DC sem escovas, o número de enrolamentos de um estator é aumentado. Contudo, neste estado, o motor DC sem escovas não pode corresponder ao acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta. Por outro lado, de modo a se melhorar a performance de acionamento do motor DC sem escovas sob condições de velocidade alta e carga alta, o número de enrolamentos do estator pode ser reduzido, mas o consumo de potência aumenta. Na presente invenção, uma vez que uma faixa de acionamento pode ser largamente estendida no motor DC sem escovas 4 cobertura condições de velocidade alta e carga alta, um motor DC sem escovas tendo uma alta eficiência de acionamento sob condições de velocidade baixa e carga baixa e tendo pequeno consumo de potência pode ser usado. Assim, em um refrigerador, a eficiência de acionamento do motor DC sem escovas sob condições de carga baixa na maior parte do dia é melhorada, resultando na redução do consumo de potência de um refrigerador.

Aqui, o projeto do enrolamento do motor do motor DC sem escovas 4 usado no refrigerador 21 nesta modalidade de exemplo é descrito. Quando o acionamento é realizado na taxa de rotação e no estado de carga os quais são usados mais freqüentemente como o refrigerador 21 (por exemplo, a taxa de rotação é de 4 0 Hz, e a potência elétrica de entrada de compressor é de em torno de 80 W), o enrolamento é projetado de modo que a atividade seja de 100% a uma energização a 120 a 150° pela primeira unidade de comutação 6, uma perda de ferro de motor DC sem escovas 4 pode ser reduzida e uma perda de comutação de inversor 3 pode ser reduzida. Assim, a eficiência mais alta pode ser obtida na eficiência de motor e na eficiência de circuito. Como resultado, o consumo de potência como o refrigerador 21 pode ser minimizado.

Mais ainda, estender uma faixa de acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta leva ao melhoramento da capacidade de refrigeração do ciclo de refrigeração. Portanto, nas condições de carga alta nas quais a temperatura interna é alta, por exemplo, quando a porta do refrigerador é aberta freqüentemente, ou após uma operação de descongelamento ser realizada ou imediatamente após o registrador ser instalado e, mais ainda, ou em uma operação de congelamento rápido realizada quando alimentos quentes são colocados no refrigerador e se deseja que os alimentos sejam resfriados ou congelados rapidamente, é possível resfriar o interior ou os alimentos por um tempo mais curto, se comparado com refrigeradores tendo um ciclo de refrigeração usando um dispositivo de acionamento de motor convencional. Mais ainda, uma vez que a capacidade de refrigeração do ciclo de refrigeração é melhorada, um ciclo de refrigeração pequeno pode ser usado para um registrador tendo alta capacidade. Mais ainda, uma vez que o ciclo de refrigeração é pequeno, a eficiência volumétrica interna (volume de uma porção de acomodação de alimentos com respeito ao volume total de um refrigerador) é melhorada. Assim, a redução de custo de um refrigerador pode ser obtida.

Conforme descrito acima, a presente invenção provê um dispositivo de acionamento de motor para acionamento de um motor DC sem escovas incluindo um rotor e um estator tendo enrolamentos trifásicos. Mais ainda, a presente invenção inclui um inversor para a conversão de potência elétrica DC em potência elétrica AC e o suprimento da potência elétrica para o motor DC sem escovas, e uma unidade de detecção de fase de corrente para a detecção de uma fase de uma corrente fluindo através do motor DC sem escovas. Mais ainda, a presente invenção inclui uma unidade de correção comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC sem escovas, com base uma um resultado de detecção da unidade de detecção de fase de corrente, de modo que uma fase de uma corrente fluindo em um enrolamento predeterminado do motor DC sem escovas e uma fase de uma voltagem mantenham uma relação predeterminada. Mais ainda, a presente invenção inclui uma unidade de acionamento para a extração de um sinal de acionamento para o inversor com base no sinal de comutação extraído a partir da unidade de correção de fase, e o sinal de acionamento indica um sincronismo de suprimento de potência elétrica suprido para o motor DC sem escovas pelo inversor.

Assim, mesmo em um acionamento que não detecta uma posição do rotor do motor DC sem escovas, a relação entre a fase da corrente do motor e a fase da voltagem é estabilizada. Portanto, a presente invenção pode estender uma faixa de acionamento do motor DC sem escovas.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de detecção de fase de corrente detecta uma fase de uma corrente fluindo em qualquer fase de enrolamento dentre os enrolamentos trifásicos do estator do motor DC sem escovas. Em geral, em um controle de feedback para estimativa da posição do rotor a partir de uma corrente do motor, é necessário detectar pelo menos duas fases de correntes para a separação de cada corrente das três fases de correntes. A presente invenção detecta apenas uma fase para a detecção de uma fase de referência de uma fase específica. Assim, um dispositivo de acionamento de motor pode ser miniaturizado e o custo pode ser reduzido.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de correção de fase extrai um sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC sem escovas com base em qualquer sincronismo com referência à fase da corrente no motor DC sem escovas. Assim, por exemplo, um ponto de passagem pelo zero que é detectado de forma fácil e de forma confiável pode ser usado como uma referência. Assim, a presente invenção pode manter a relação entre a fase da corrente e a fase da voltagem, de forma confiável.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de correção de fase corrige um tempo de energização para qualquer fase de enrolamento dos enrolamentos trifásicos do estator do motor DC sem escovas, e, desse modo, a fase da corrente do motor DC sem escovas e a fase da voltagem mantém uma relação predeterminada. Assim, a relação entre a fase da corrente e a fase da voltagem pode ser mantida em um estado apropriado correspondente ao estado de carga. Assim, de acordo com a presente invenção, uma estabilização do acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta é melhorada, e uma faixa de carga na qual um acionamento pode ser realizado pode ser estendida.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de detecção de fase de corrente detecta a fase da corrente fluindo através do motor DC sem escovas pela detecção de um ponto de passagem pelo zero. Assim, a fase da corrente pode ser detectada de forma confiável em um método muito simples. Portanto, a presente invenção pode obter uma simplificação de um dispositivo de acionamento de motor, uma redução de custo associada à simplificação, e um melhoramento da confiabilidade.

Mais ainda, a presente invenção ainda inclui uma unidade de detecção de posição para a detecção de uma posição relativa do rotor do motor DC sem escovas. Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de correção de fase inclui uma primeira unidade de comutação para a extração de um primeiro sinal de comutação para comutação de ume número de referência a ser energizado no motor DC sem escovas, com base em um sinal da unidade de detecção de posição; uma segunda unidade de comutação para a extração de um segundo sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC sem escovas, com base em uma fase de uma corrente detectada pela unidade de detecção de fase de corrente; uma unidade de determinação de carga para a determinação de um estado de carga do motor DC sem escovas. Mais ainda, a presente invenção inclui uma unidade de comutação para a comutação de um sinal de comutação a ser extraído para a unidade de acionamento entre o primeiro sinal de comutação e o segundo sinal de comutação combinação área de serviço uma um resultado de determinação da unidade de determinação de carga.

Assim, uma unidade de comutação pode ser comutada de acordo com o estado de carga do motor DC sem escovas. Portanto, a presente invenção permite um acionamento com torque alto, quando um acionamento sob condições de carga alta for requerido, e permite um acionamento com economia de energia, quando um acionamento for realizado sob condições de carga baixa. Mais ainda, a presente invenção decide uma fase de uma voltagem a ser aplicada ao motor DC sem escovas, com referência à fase da corrente fluindo no enrolamento do estator do motor DC sem escovas. Portanto, de acordo com a presente invenção, a relação entre a fase da corrente e a fase da voltagem é estabilizada no motor DC sem escovas, e a estabilização do acionamento pela segunda unidade de comutação é melhorada. Assim, uma faixa de carga e uma faixa de velocidade na qual o motor DC sem escovas pode ser acionado pode ser largamente estendida.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de determinação de carga ainda inclui uma unidade de determinação de atividade para determinar que uma atividade do primeiro sinal de comutação atinge um máximo. Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de comutação comuta um sinal a ser extraído para a unidade de acionamento a partir do primeiro sinal de comutação para o segundo sinal de comutação, quando a unidade de determinação de atividade determinar que a atividade do sinal atinge um máximo.

Assim, quando o acionamento é realizado pela primeira unidade de comutação sob condições de carga baixa, e quando uma carga é aumentada conforme a atividade de PWM atinge um máximo, o acionamento é comutado para um acionamento pela segunda unidade de comutação. Portanto, a presente invenção pode estender uma faixa de carga na qual o motor DC sem escovas pode ser acionado.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de determinação de carga ainda inclui uma unidade de determinação de diferença de fase para determinação de uma diferença de fase entre um sinal na unidade de detecção de posição e o segundo sinal de comutação. Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de comutação comuta um sinal para ser extraído para o primeiro sinal de comutação, quando a unidade de determinação de diferença de fase determinar que a diferença de fase é menor do que um valor predeterminado.

Assim, mesmo quando um acionamento é realizado pela segunda unidade de comutação, quando a carga é reduzida e o acionamento na primeira unidade de comutação se torna possível, o acionamento é comutado para um acionamento altamente eficiente na primeira unidade de comutação. Assim, a presente invenção pode reduzir o consumo de potência.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, a unidade de determinação de carga ainda inclui uma unidade de regulagem de velocidade para a redução de uma freqüência do segundo sinal de comutação, quando a unidade de determinação de diferença de fase determinar que a diferença de fase determinada é maior do que um valor predeterminado. Assim, a presente invenção pode evitar uma parada da saída de sincronismo do motor DC sem escovas ocorrendo quando a fase da segunda unidade de comutação é desviada de um sinal do detector de posição.

Mais ainda, a presente invenção ainda inclui uma unidade de detecção de corrente para a detecção de uma corrente fluindo através do motor DC sem escovas, e a unidade de detecção de fase de corrente detecta uma fase de uma corrente de fase do motor DC sem escovas com base na corrente detectada pela unidade de detecção de corrente. Assim, de acordo com a presente invenção, uma fase de corrente do motor DC sem escovas pode ser obtida de forma fácil e confiável, e o dispositivo de acionamento de motor pode ser simplificado.

Mais ainda, a presente invenção usa um sensor de corrente para a unidade de detecção de corrente. Assim, de acordo com a presente invenção, uma perda de circuito pelo detector de corrente é extremamente reduzida, e um dispositivo de acionamento de motor com alta eficiência pode ser provido.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, o motor DC sem escovas inclui um rotor feito pelo embutimento de um ímã permanente em um núcleo, e o rotor tem uma saliência. Assim, no acionamento do motor DC sem escovas, não apenas o torque de ímã pelo ímã permanente, mas, também, o torque de relutância pela saliência pode ser eficientemente usado. Portanto, a presente invenção pode melhorar a eficiência de acionamento à baixa velocidade e a eficiência de acionamento à alta velocidade.

Mais ainda, de acordo com a presente invenção, o motor DC sem escovas aciona um compressor. O controle de acionamento do compressor não requer um controle de taxa de rotação altamente acurado, um controle de aceleração e similar, como em um controle de servomotor industrial e similar. Mais ainda, o compressor tem uma carga cuja inércia é relativamente grande e, em particular, a estrutura de um tipo alternativo no qual uma alternância é realizada, um eixo de manivela metálica de massa grande ou um pistão é conectado ao rotor. Assim sendo, é uma carga na qual a inércia é extremamente grande e uma mudança de velocidade por um tempo curto é extremamente pequena. Portanto, mesmo se a detecção de uma fase de uma corrente for realizada apenas em uma fase, a acurácia de controle da mudança de velocidade não será deteriorada. Mais ainda, uma vez que uma faixa de acionamento do motor DC sem escovas é estendida, mesmo quando um compressor que é o mesmo que em um dispositivo de acionamento de motor convencional é usado, a capacidade de refrigeração pode ser melhorada. Assim, a presente invenção pode obter uma miniaturização e uma redução de custo de um ciclo de refrigeração de alta performance.

Mais ainda, a presente invenção provê um compressor que inclui um motor DC sem escovas acionado por um dispositivo de acionamento de motor que tem a configuração mencionada acima. Assim, uma faixa de carga e uma faixa de velocidade na qual o compressor pode ser operado são estendidas. Em outras palavras, a presente invenção provê um compressor que permite a operação com alta eficiência pelo acionamento do motor DC sem escovas a uma velocidade baixa, quando uma carga for pequena, e permite uma operação com alta capacidade de refrigeração pelo acionamento do motor DC sem escovas a uma velocidade alta quando uma carga for grande.

Mais ainda, a presente invenção provê um refrigerador que inclui o compressor mencionado acima. Assim, uma faixa de carga e uma faixa de velocidade em que o compressor pode ser operado são estendidas. Assim sendo, mesmo com um compressor, por exemplo, usando um motor projetado para ter alta eficiência e baixo torque, em que o número de enrolamentos do estator é aumentado, pela comutação de um sinal para um segundo sinal de comutação extraído a partir da segunda unidade de comutação, o acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta pode ser realizado. Portanto, a presente invenção pode obter exigências mutuamente contrárias, por exemplo, em dispositivos, tal como um refrigerador requerido para acionamento a uma eficiência alta em um estado de resfriamento estável, na maior parte do dia, e para temporariamente acionar sob condições de velocidade alta e carga alta quando uma porta de um refrigerador for aberta freqüentemente, por exemplo, nas horas de trabalho doméstico pela manhã e à noite, ou na estação verão, e em um resfriamento rápido, quando a temperatura do interior é aumentada, por exemplo, após uma operação de descongelamento.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Um dispositivo de acionamento de motor da presente invenção estende uma faixa de acionamento de um motor DC sem escovas, e melhora a estabilidade de acionamento sob condições de velocidade alta e carga alta. Isto pode estender uma faixa de carga do motor DC sem escovas e pode acionar um motor altamente eficiente, mesmo sob condições de velocidade alta e carga alta e, assim, um consumo de potência de dispositivos pode ser reduzido. Portanto, pode ser aplicado a várias aplicações usando um motor DC sem escovas, por exemplo, em condicionadores de ar, máquinas de lavar, aquecedores de água, bombas e similares.

SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA NOS DESENHOS

3 inversor
4 motor DC sem escovas 4a rotor
4b, 4c, 4d, 4e ímã (ímã permanente)
4f núcleo
5 unidade de detecção de posição
6 primeira unidade de comutação
8 unidade de detecção de corrente 8a sensor AC (sensor de corrente)
9 unidade de detecção de fase de corrente
10 segunda unidade de comutação
11 unidade de determinação de carga
12 unidade de determinação de atividade
13 unidade de determinação de diferença de fase
14 unidade de regulagem de velocidade
15 unidade de comutação
16 unidade de acionamento
17 compressor
21 refrigerador
22 dispositivo de acionamento de motor 25 unidade de correção de fase

Claims

Dispositivo de acionamento de motor (22) para acionamento de um motor DC (4) sem escovas que inclui um rotor (4a) e um estator tendo enrolamentos trifásicos, o dispositivo compreendendo:
um inversor (3) para a conversão de potência elétrica DC em potência elétrica AC e suprimento de potência elétrica para o motor DC (4) sem escovas;
uma unidade de detecção de fase de corrente (25) para a detecção de uma fase de uma corrente fluindo através do motor DC sem escovas;
uma unidade de correção de fase (25) para a extração de um sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC (4) sem escovas, com base em um resultado de detecção da unidade de detecção de fase de corrente, de modo que uma fase de uma corrente fluindo em um enrolamento predeterminado do motor DC (4) sem escovas e uma fase de uma voltagem mantenham uma relação
predeterminada;
uma unidade de acionamento (16) para extração de um sinal de acionamento para o inversor (3), com base no sinal de comutação extraído a partir da unidade de correção de fase (25) , onde o sinal de acionamento indica um
sincronismo de suprimento da potência elétrica suprida para o motor DC (4) sem escovas pelo inversor (3); e
uma unidade de detecção de posição (5) para a detecção de uma posição relativa do rotor (4a) do motor DC (4) sem escovas,
onde a unidade de correção de fase (25) compreende:
uma primeira unidade de comutação (6) para a extração de um primeiro sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC (4) sem
escovas, com base em um sinal da unidade de detecção de posição (9);
uma segunda unidade de comutação (10) para a extração de um segundo sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC (4) sem
escovas, com base em uma fase de uma corrente detectada pela unidade de detecção de fase de corrente (9);
uma unidade de determinação de carga (11) para a determinação de um estado de carga do motor DC (4) sem
escovas; e
uma unidade de comutação (15) para a comutação de um sinal de comutação a ser extraído para a unidade de acionamento (16) entre o primeiro sinal de comutação e o segundo sinal de comutação, com base em um resultado de detecção da unidade de determinação de carga (11);
caracterizado pelo fato de que
a unidade de determinação de carga (11) ainda compreender uma unidade de determinação de diferença de fase (13) para a determinação de uma diferença de fase
entre um sinal da unidade de determinação de posição (5) e o segundo sinal, e
a unidade de comutação (15) comutar um sinal a ser extraído para a unidade de acionamento (16) a partir do segundo sinal de comutação para o primeiro sinal de comutação, quando a unidade de determinação de diferença de fase (13) determinar que a diferença de fase é menor do que um valor predeterminado.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de detecção de fase de corrente (9) detectar uma fase de uma corrente fluindo em qualquer fase de enrolamento dentre os enrolamentos trifásicos do estator do motor DC (4) sem escovas.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de correção de fase (25) extrair um sinal de comutação para a comutação de um enrolamento a ser energizado no motor DC (4) sem escovas, com base em qualquer sincronismo com referência à fase da corrente no motor DC (4) sem escovas.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de correção de fase (25) corrigir um tempo de energização para qualquer fase de enrolamento dos enrolamentos trifásicos do estator do motor DC (4) sem escovas, e, desse modo, a fase da corrente do motor DC (4) sem escovas e a fase da voltagem são mantidas em uma relação predeterminada.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de detecção de fase de corrente (9) detectar a fase da corrente fluindo através do motor DC (4) sem escovas pela detecção de um ponto de passagem pelo zero.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma unidade de detecção de corrente (8) para a detecção de uma corrente fluindo através do motor DC (4) sem escovas,
onde a unidade de determinação de fase de corrente (9) detecta uma fase de uma corrente de fase do motor DC (4) sem escovas, com base na corrente detectada pela unidade de detecção de corrente (9).
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma unidade de detecção de corrente (8) para detectar uma corrente fluindo através do motor DC (4) sem escovas, em que a unidade de detecção de corrente (8) é um sensor de corrente.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de determinação de carga (11) ainda compreender uma unidade de determinação de atividade para determinar que uma atividade do primeiro sinal de comutação atinge um máximo, e a unidade de comutação (15) comuta um sinal a ser extraído para a unidade de acionamento (16) a partir do primeiro sinal de comutação para o segundo sinal de comutação, quando a unidade de determinação de atividade determinar que a atividade do sinal atinge um máximo.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de determinação de carga (11) ainda compreender uma unidade de regulagem de velocidade (14) para a redução da frequência do segundo sinal, quando a unidade de determinação de diferença de fase (13) determinar que a diferença de fase determinada é maior do que um valor predeterminado.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de o motor DC (4) sem escovas incluir um rotor (4a) feito pelo embutimento de um ímã permanente (4b, 4c, 4d, 4e) em um núcleo (4f), e o rotor (4a) ter uma saliência.
Dispositivo de acionamento de motor (22), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de o motor DC (4) sem escovas acionar um compressor (17).
Compressor (17) caracterizado pelo fato de compreender um motor DC (4) sem escovas acionado por um dispositivo de acionamento de motor (22) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
Refrigerador (21) caracterizado pelo fato de compreender um compressor (17) conforme definido na reivindicação 12 .