本发明涉及一种控制无刷永磁电机的方法。
背景技术：
1、普遍希望以多种方式改进电机，例如无刷电机。例如，可能需要在尺寸、重量、功率密度、制造成本、效率、可靠性和噪声方面进行改进。
技术实现思路
1、根据本发明的第一方面，提供了一种控制无刷永磁电机的方法，该方法包括：在激励周期内激励电机的相绕组，其中激励相绕组包括向相绕组施加电压；在第一续流周期和第二续流周期内续流相绕组；以及在相对于在相绕组中感应的反电动势的过零点测量的换向时间换向相绕组；其中第一续流周期在激励周期结束时开始，并且第二续流周期使得在相绕组中感应的反电动势的过零点发生在第二续流周期期间。
2、通过在相绕组中感应的反电动势的过零点附近执行第二续流周期，可以实现电机定子铁芯的去磁通。特别地，在相绕组中感应的反电动势是定子铁芯中磁链的导数，因此当相绕组中感应的反电动势为零时，磁链处于峰值，这意味着定子铁芯的磁通密度处于最大值。通过围绕反电动势过零点续流，可以在相绕组中产生与定子铁芯的磁通量相反的磁通量，从而降低定子铁芯中的磁通密度并降低与电机相关的铁损(铁损与磁通密度的平方成比例)。
3、电机可以包括用于向相绕组施加电压的逆变器，逆变器可以包括第一对开关和第二对开关，第一和第二对开关可以在多个开关配置之间移动，并且第二续流周期的续流可以包括将逆变器置于第一开关配置，其中第一和第二对开关中的一对闭合，而第二和第一对开关中的另一对断开。
4、通过第一和第二对开关中的一对闭合而第二和第一对开关中的另一对断开的续流，即通过使用两个闭合的开关的续流，相对于通过使用一对开关中的一个断开而该一对开关中的另一个闭合的开关配置来发生续流的布置，可以提高效率。
5、例如，在第一和第二对开关的开关包括晶体管的情况下，在通过利用一对晶体管中的一个断开而该一对晶体管中的另一个闭合的开关配置来发生续流的布置中，电流可以流过断开的晶体管的体二极管以提供续流。然而，这可能导致比电流流过两个闭合的晶体管以提供续流的布置更大的损耗，例如由于体二极管两端的电压降，导致效率降低。
6、此外，已经发现，在第二续流周期中的续流可能导致在相绕组中感应的电流关于反电动势的过零点对称。这种对称可以使得第二续流周期能够应用于给定的时间段，并且可以避免需要监测流过相绕组的电流来知道何时结束第二续流周期。特别地，对于给定的开始点，可以预测第二续流周期将在哪里结束，从而避免需要监测相绕组中的电流来知道何时结束第二续流周期。
7、第一和第二对开关可以包括高侧和低侧开关对。续流可以包括绕高侧开关对续流或者绕低侧开关对续流。
8、该方法可以包括在第一续流周期的结束和第二续流周期的开始之间执行零电流箝位。当相绕组中的电流在第一续流周期结束时衰减到零时，通过执行零电流箝位，可以抑制电流以与此时相绕组中感应的反电动势相反的方向流过相绕组，否则这将产生负转矩，从而抑制电机加速。
9、在第一续流周期中续流可以包括将逆变器置于第一开关配置，并且执行零电流箝位可以包括将逆变器置于第二开关配置，其中第一和第二对开关断开。使用第一开关配置在第一续流周期中续流可以提供比例如通过使用一对开关中的一个断开而该一对开关中的另一个闭合的开关配置发生续流的布置更高的效率。
10、在第一续流周期中的续流可以包括将逆变器置于第一开关配置中，并且将逆变器置于后续开关配置中，其中第一和第二对开关中的一对断开，并且第二和第一对开关中的另一对具有一个断开的开关和一个闭合的开关，执行零电流箝位可以包括将逆变器置于后续开关配置中。使用第一开关配置在第一续流周期中续流可以提供比例如通过使用一对开关中的一个断开而该一对开关中的另一个闭合的开关配置发生续流的布置更高的效率。然而，在第一续流周期期间转换到后续开关配置可以使得零电流箝位在第一续流周期结束时自然发生。特别地，在上述后续开关配置中，一旦电流从先前的续流状态转变经过其过零点，电流可以被禁止流过断开的开关。在后续配置中的这种自然电流箝位可以避免需要对第一续流周期的结束进行计时以手动施加电流箝位，例如通过在第一续流周期的确定结束时断开第一和第二对开关，并且可以确保电流箝位中没有延迟，否则会导致如前所述的负转矩产生。
11、第二续流周期的续流可以包括仅将逆变器置于第一开关配置。相对于通过利用一对开关中的一个断开而该一对开关中的另一个闭合的开关配置来发生续流的布置，这可以导致效率增加。
12、第二续流周期的续流可以包括将逆变器置于第一开关配置中，并且将逆变器置于后续开关配置中，其中第一和第二对开关中的一对断开，并且第二和第一对开关中的另一对具有一个断开的开关和一个闭合的开关。如前所述，这可以提供第一开关配置相对于后续配置的增加的效率，同时允许在给定后续开关配置的情况下，在第二续流周期结束时自然发生电流箝位，从而避免需要对第二续流周期的结束进行计时，和/或避免需要在第二续流周期期间监测相电流，以知道何时结束第二续流周期。
13、电机可以包括用于向相绕组施加电压的逆变器，逆变器可以包括第一对开关和第二对开关，第一和第二对开关可以在多个开关配置之间移动，并且第二续流周期的续流可以包括将逆变器置于第一开关配置，其中第一和第二对开关中的一对断开，并且第二和第一对开关中的另一对具有一个断开的开关和一个闭合的开关。这可以允许在给定第一开关配置的情况下，在第二续流周期结束时自然发生电流箝位，从而避免需要对第二续流周期的结束进行计时，和/或避免需要在第二续流周期期间监测相电流，以知道何时结束第二续流周期。
14、在第一续流周期中的续流可以包括将逆变器置于第二开关配置中，其中第一和第二对开关中的一对闭合，而第二和第一对开关中的另一对断开，并且将逆变器置于第一开关配置中，并且执行零电流箝位包括将逆变器置于第一开关配置中。使用第二开关配置在第一续流周期中续流可以提供比例如通过使用第一开关配置发生续流的布置更高的效率，在第一开关配置中，一对开关中的一个断开而该一对开关中的另一个闭合。然而，在第一续流周期期间转换到第一开关配置可以使得零电流箝位在第一续流周期结束时自然发生。具体地，在上述第一开关配置中，一旦电流从先前的续流状态转变经过其过零点，电流可以被禁止流过断开的开关。第一开关配置中的这种自然电流箝位可以避免需要对第一续流周期的结束进行计时以手动施加电流箝位，例如通过在第一续流周期的确定结束时断开第一和第二对开关，并且可以确保电流箝位中没有延迟，否则会导致如前所述的负转矩产生。
15、根据本发明的第二方面，提供了一种无刷永磁电机，包括相绕组和控制器，该控制器配置为执行根据本发明第一方面的方法。
16、无刷永磁电机可以包括逆变器，该逆变器包括第一和第二对开关，第一对开关可以包括一对高侧开关，第二对开关可以包括一对低侧开关。第二续流周期中的续流可以包括使用第二对开关续流。
17、无刷永磁电机可以包括单相无刷永磁电机。
18、无刷永磁电机可以包括位于逆变器低侧的电流传感器。无刷永磁电机可以包括位于逆变器低侧的两个电流传感器。这可以在续流期间直接监测相电流。
19、根据本发明的第三方面，提供了一种数据载体，包括用于操作无刷永磁电机的一个或多个控制器以执行根据本发明第一方面的机器可读指令。
20、根据本发明的第四方面，提供了一种包括根据本发明第二方面的无刷永磁电机的真空吸尘器。
21、根据本发明的第五方面，提供了一种包括根据本发明第二方面的无刷永磁电机的头发护理器具。
22、在适当的情况下，本发明的方面的可选特征可以等同地应用于本发明的其他方面。
1.一种控制无刷永磁电机的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法包括在所述第一续流周期的结束和所述第二续流周期的开始之间执行零电流箝位。
4.根据权利要求3所述的方法，其中：
5.根据权利要求3所述的方法，其中：
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述第二续流周期的续流包括仅将所述逆变器置于所述第一开关配置。
7.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述第二续流周期的续流包括将所述逆变器置于所述第一开关配置中，并将所述逆变器置于后续开关配置中，其中所述第一对开关和所述第二对开关中的一对断开，并且所述第二对开关和所述第一对开关中的另一对具有一个断开的开关和一个闭合的开关。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法包括在所述第一续流周期的结束和所述第二续流周期的开始之间执行零电流箝位。
10.根据权利要求9所述的方法，其中：
11.一种无刷永磁电机，包括相绕组和控制器，所述控制器配置为执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
12.根据权利要求11所述的无刷永磁电机，其中所述无刷永磁电机包括逆变器，所述逆变器包括第一对开关和第二对开关，所述第一对开关包括一对高侧开关，所述第二对开关包括一对低侧开关。
13.根据权利要求12所述的无刷永磁电机，其中所述无刷永磁电机包括单相无刷永磁电机。
14.根据权利要求13所述的无刷永磁电机，其中在第二续流周期中续流包括使用所述第二对开关续流。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的无刷永磁电机，其中所述无刷永磁电机包括位于所述逆变器的低侧的电流传感器。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的无刷永磁电机，其中所述无刷永磁电机包括位于所述逆变器的低侧的两个电流传感器。
17.一种数据载体，包括用于操作无刷永磁电机的一个或多个控制器的机器可读指令，以执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
18.一种真空吸尘器，包括根据权利要求11至16中任一项所述的无刷永磁电机。
19.一种头发护理器具，包括根据权利要求11至16中任一项所述的无刷永磁电机。
