CN108683381A - 一种电机及其驱动控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机及其驱动控制电路,其中,电机的驱动控制电路包括:位置检测模块,用于检测所述转子的位置,并输出位置检测信号;控制模块,输入端连接所述位置检测模块的输出端,用于根据所述位置检测信号输出驱动控制信号;驱动模块,输入端接入直流电,受控端连接所述控制模块的输出端,输出端连接所述第一相绕组和所述第二相绕组,用于根据所述驱动控制信号导通或者断开所述第一相绕组或所述第二相绕组与所述直流电之间的连接。本发明通过对绕组的电流进行分段控制,独立控制各分段区间的电流波形,使得绕组电流能够分布在整个做功区间,从而达到提高电压利用率,降低输出转矩脉动波动的目的。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,尤其涉及一种电机及其驱动控制电路。
背景技术
开关磁阻电机驱动***由开关磁阻电机、功率器、控制器和位置检测传感器四个部分组成,是将当今先进的电力电子技术与新型电机相结合而产生的一种机电一体化调速装置,是一种充满生机和活力、极具发展前景的新型驱动设备。其中,两相开关磁阻电机具有许多明显的优势:转速高、结构简单、电机和控制器成本低,连接线少,槽空间大,为减小绕组铜耗提供了便利,大的铁心截面使定子具有良好的机械强度,这对降低电机噪声十分重要,同时开关磁阻电机无需永磁体,相对无刷直流电机极具成本优势。这些优势使得两相开关磁阻电机在风机、吸尘器和干手机等设备中得到了广泛应用。两相开关磁阻电机一般包括两相绕组,可以称之为第一相绕组和第二相绕组。在相绕组通电的过程中,采用怎样的电流控制策略减小转矩脉动,提高电机效率是开关磁阻电机驱动***研究的重点。
然而,现有技术中存在电机难以控制以及工作效率低的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种电机及其驱动控制电路,旨在解决现有技术中存在的电机难以控制以及工作效率低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种电机的驱动控制电路,电机包括转子、第一相绕组和第二相绕组;电机的驱动控制电路包括:
位置检测模块,用于检测转子的位置,并输出位置检测信号。
控制模块,输入端连接位置检测模块的输出端,用于根据位置检测信号输出驱动控制信号。
驱动模块,输入端接入直流电,受控端连接控制模块的输出端,输出端连接第一相绕组和第二相绕组,用于根据驱动控制信号导通或者断开第一相绕组或第二相绕组与直流电之间的连接。
在一个实施例中,控制模块检测到位置检测信号的电平发生跳变时输出驱动控制信号至驱动模块,驱动模块在第一相绕组与直流电导通或第二相绕组与直流电导通之间切换。
在一个实施例中,驱动控制信号包括第一导通信号、第二导通信号、第一PWM信号、第二PWM信号、第一关断信号和第二关断信号。
位置检测信号为第一电平时,控制模块用于:
在第一预设时间输出第一导通信号,第一导通信号用于指示驱动模块导通第一相绕组与直流电之间的连接。
在第二预设时间输出第一PWM信号。
在第三预设时间输出第一关断信号,第一关断信号用于指示驱动模块断开第一相绕组与直流电之间的连接。
位置检测信号为第二电平时,控制模块用于:
在第一预设时间输出第二导通信号,第二导通信号用于指示驱动模块导通第二相绕组与直流电之间的连接。
在第二预设时间输出第二PWM信号。
在第三预设时间输出第二关断信号,第二关断信号用于指示驱动模块断开第二相绕组与直流电之间的连接。
其中,第一电平与第二电平不同且为高电平或低电平中的中一个。
在一个实施例中,控制模块还用于:
接收位置检测信号。
根据位置检测信号的频率,得到转子旋转一周的周期。
将周期乘以预设系数,得到总时间,其中,总时间=第一预设时间+第二预设时间+第三预设时间。
在一个实施例中,控制模块还用于:
根据转子的转速计算最大相电流,其中,最大相电流与转速成反比例关系,转速等于频率。
根据预设电机绕组电感、预设驱动电压和最大相电流,计算得到第一预设时间。
获取预设最大续流相电流。
根据预设电机绕组电感、预设续流电压和预设最大续流相电流,计算得到第三预设时间。
利用总时间减去第一预设时间和第三预设时间,得到第二预设时间。
在一个实施例中,控制模块还用于:
根据位置检测信号的频率,得到转子的转速,其中,转速等于频率。
根据转速在预设查询表中获取对应的第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间。
在一个实施例中,驱动模块包括第一驱动单元和第二驱动单元。
第一驱动单元的输入端和第二驱动单元的输入端共接形成驱动模块的输入端,第一驱动单元的第一受控端和第二受控端与驱动模块的第一受控端和第二受控端一一对应,第二驱动单元的第一受控端和第二受控端与驱动模块的第三受控端和第四受控端一一对应,第一驱动单元的第一输出端和第二输出端分别与第一相绕组的第一端和第二端一一对应连接,第二驱动单元的第一输出端和第二输出端分别与第二相绕组的第一端和第二端一一对应连接。
在一个实施例中,第一驱动单元包括第一开关子单元和第二开关子单元。
第一开关子单元的第一端为第一驱动单元的输入端,第一开关子单元的第二端为第一驱动单元的第一输出端,第一开关子单元的受控端为第一驱动单元的第一受控端。
第二开关子单元的第一端为第一驱动单元的第二输出端,第二开关子单元的第二端接地,第二开关子单元的受控端为第一驱动单元的第二受控端。
在一个实施例中,第二驱动单元包括第三开关子单元和第四开关子单元。
第三开关子单元的第一端为第二驱动单元的输入端,第三开关子单元的第二端为第二驱动单元的第一输出端,第三开关子单元的受控端为第二驱动单元的第一受控端。
第四开关子单元的第一端为第二驱动单元的第二输出端,第四开关子单元的第二端接地,第四开关子单元的受控端为第二驱动单元的第二受控端。
本发明实施例的第二方面提供了一种电机,包括如上所述的电机的驱动控制电路。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:通过对绕组的电流进行分段控制,独立控制各分段区间的电流波形,使得绕组电流能够分布在整个做功区间,从而达到提高电压利用率,降低输出转矩脉动波动的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的电机的驱动控制电路的模块结构示意图;
图2为本发明的一个实施例提供的图1中驱动模块的电路结构示意图;
图3为本发明的一个实施例提供的电感、电流以及信号波形图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本方案,下面将结合本方案实施例中的附图,对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本方案一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本方案保护的范围。
本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形,是指“包括但不限于”,意图在于覆盖不排他的包含。此外,术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。
本发明实施例中提到的电机包括转子、第一相绕组和第二相绕组。
以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述:
图1示出了本发明一实施例所提供的一种电机的驱动控制电路的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,详述如下:
如图1所示,本发明实施例所提供的一种电机的驱动控制电路,包括:
位置检测模块100,用于检测转子的位置,并输出位置检测信号。
控制模块200,输入端连接位置检测模块100的输出端,用于根据位置检测信号输出驱动控制信号。
驱动模块300,输入端接入直流电VCC,受控端连接控制模块200的输出端,输出端连接第一相绕组和第二相绕组,用于根据驱动控制信号导通或者断开第一相绕组或第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
在本发明实施例中,电机的驱动控制电路包括位置检测模块100、控制模块200和驱动模块300。
位置检测模块100的输出端连接控制模块200的输入端,控制模块200的输出端连接驱动模块300的受控端,驱动模块300的输入端接入直流电VCC,驱动模块300的输出端连接第一相绕组和第二相绕组。
位置检测模块100检测转子的位置,并输出位置检测信号至控制模块200。控制模块200根据位置检测信号输出驱动控制信号至驱动模块300。驱动模块300根据驱动控制信号导通或者断开第一相绕组或第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
本发明实施例提出了一种在电感上升段,对导通相的电流进行分段控制,独立控制各分段区间的电流波形,使得相绕组电流能够分布在整个做功区间,从而达到提高电压利用率,降低输出转矩脉动波动的目的。
本发明的要点是对开关磁阻电机的相电流波形进行分段,从而得到更优的效率和更平稳的转矩。开关磁阻电机的转子位置由位置检测模块100来检测,控制模块200根据位置检测模块100输出的位置检测信号信号,控制驱动模块300的通断进而控制电机绕组电流。当电流从零开始上升时,为了得到最大的电流上升率,采用全电压输出的方式,让绕组的相电流尽快建立起来,当绕组电流建立起来后,转为电压PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)控制,以控制输出电流的波形,通过调节PWM占空比,使得输出相电流波形保持相对平稳,当绕组通电时间达到一定值后,断开与直流电VCC的连接,绕组相电流开始续流,持续下降到零,在这个过程中需要确保的是在绕组电感减小之时电流同时也降为零。从而使电机相电流可以分布在整个做功区间上,提高电压利用率,降低输出转矩脉动。
本发明对开关磁阻电机的相电流波形进行分段,使得相绕组电流能够分布在整个做功区间,使电机运行在最佳效率点,提高电压利用率,减小转矩脉动。从而使高速两相开关磁阻电机可以广泛应用于吸尘器、风机、干手机等产品中。
在本发明的一个实施例中,控制模块200检测到位置检测信号的电平发生跳变时输出驱动控制信号至驱动模块300,驱动模块300在第一相绕组与直流电VCC导通或第二相绕组与直流电VCC导通之间切换。
本实施例中,位置检测信号的电平包括高电平和低电平。
本实施例中,驱动模块300接收到驱动控制信号后执行相应的开关切换,驱动模块300通过开关切换,实现第一相绕组与直流电VCC导通或者第二相绕组与直流电VCC导通。
在一个实施例中,第一相绕组与第二相绕组不能同时与直流电VCC导通。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,图1中的驱动模块300包括第一驱动单元310和第二驱动单元320。
第一驱动单元310的输入端和第二驱动单元320的输入端共接形成驱动模块300的输入端,第一驱动单元310的第一受控端和第二受控端与驱动模块300的第一受控端和第二受控端一一对应,第二驱动单元320的第一受控端和第二受控端与驱动模块300的第三受控端和第四受控端一一对应,第一驱动单元310的第一输出端和第二输出端分别与第一相绕组的第一端和第二端一一对应连接,第二驱动单元320的第一输出端和第二输出端分别与第二相绕组的第一端和第二端一一对应连接。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一驱动单元310包括第一开关子单元和第二开关子单元。
第一开关子单元的第一端为第一驱动单元310的输入端,第一开关子单元的第二端为第一驱动单元310的第一输出端,第一开关子单元的受控端为第一驱动单元310的第一受控端。
第二开关子单元的第一端为第一驱动单元310的第二输出端,第二开关子单元的第二端接地GND,第二开关子单元的受控端为第一驱动单元310的第二受控端。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一开关子单元包括第一开关管Q1,第一开关管Q1的漏极、源极和栅极与第一开关子单元的第一端、第二端和受控端一一对应。
第二开关子单元包括第二开关管Q2,第二开关管Q2的漏极、源极和栅极与第二开关子单元的第一端、第二端和受控端一一对应。
在一个实施例中,第一开关管Q1和第二开关管Q2均为MOS管。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一驱动单元310还包括第一单向导通子单元和第二单向导通子单元。
第一单向导通子单元的负极接第一开关子单元的第一端,第一单向导通子单元的正极接第二开关子单元的第一端。
第二单向导通子单元的正极接地GND,第二单向导通子单元的负极接第一开关子单元的第二端。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一单向导通子单元包括第一二极管D1,第一二极管D1的阳极和阴极分别与第一单向导通子单元的正极和负极一一对应。
第二单向导通子单元包括第二二极管D2,第二二极管D2的阳极和阴极分别与第二单向导通子单元的正极和负极一一对应。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第二驱动单元320包括第三开关子单元和第四开关子单元。
第三开关子单元的第一端为第二驱动单元320的输入端,第三开关子单元的第二端为第二驱动单元320的第一输出端,第三开关子单元的受控端为第二驱动单元320的第一受控端。
第四开关子单元的第一端为第二驱动单元320的第二输出端,第四开关子单元的第二端接地GND,第四开关子单元的受控端为第二驱动单元320的第二受控端。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第三开关子单元包括第三开关管Q3,第三开关管Q3的漏极、源极和栅极与第三开关子单元的第一端、第二端和受控端一一对应。
第四开关子单元包括第四开关管Q4,第四开关管Q4的漏极、源极和栅极与第四开关子单元的第一端、第二端和受控端一一对应。
在一个实施例中,第三开关管Q3和第四开关管Q4均为MOS管。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第二驱动单元320还包括第三单向导通子单元和第四单向导通子单元。
第三单向导通子单元的负极接第三开关子单元的第一端,第三单向导通子单元的正极接第四开关子单元的第一端。
第四单向导通子单元的正极接地GND,第四单向导通子单元的负极接第四开关子单元的第二端。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第三单向导通子单元包括第三二极管D3,第三二极管D3的阳极和阴极分别与第三单向导通子单元的正极和负极一一对应。
第四单向导通子单元包括第四二极管D3,第四二极管D3的阳极和阴极分别与第四单向导通子单元的正极和负极一一对应。
在本发明的一个实施例中,位置检测模块100包括光电检测传感器。
如图3所示,为本发明实施例中电感、电流以及信号波形图。其中,t1为第一预设时间,t2为第二预设时间,t3为第三预设时间,t为总时间。
其中,t=t1+t2+t3。
如图2和图3所示,本发明实施例的工作原理为:
通过光电检测传感器检测转子位置,并根据其输出的位置检测信号进行换相。
当光电检测传感器输出高电平时,对应第一相绕组电感上升,第二相绕组电感下降。当光电检测传感器输出低电平时,对应第一相绕组电感下降,第二相绕组电感上升。
需要说明的是,电机绕组电感上升的区间为电机的做功区间,在电机绕组电感上升区间给绕组通电,电机就会输出正向转矩。
当检测到光电检测传感器输出的位置检测信号为高电平时,第一相绕组电感上升,此时给第一相绕组通电,第一开关管Q1和第二开关管Q2导通。电流从直流电VCC流出,经第一开关管Q1、第一相绕组、第二开关管Q2,然后流入地GND。
当检测到光电检测传感器输出的位置检测信号为低电平时,第二相绕组电感上升,此时给第二相绕组通电,第三开关管Q3和第四开关管Q4导通。电流从直流电VCC流出,经过第三开关管Q3、第二相绕组、第四开关管Q4,然后流入地GND。
控制模块200根据位置检测模块100输出的位置检测模块100信号进行换相,从而使电机旋转运行。
图2中的二极管D1、D2、D3和D4是在开关管断开而绕组电流不为零时提供续流回路。在第一相绕组通电时,如果采用第一PWM信号控制第一开关管Q1,在第一PWM信号为截止电平时,第一开关管Q1断开,第一相绕组电流通过第二开关管Q2和第二二极管D2续流。如果第一开关管Q1和第二开光管Q2同时关断,第一相绕组电流通过第一二极管D1和第二二极管D2续流。同理,在第二相绕组通电时,第三二极管D3和第四二极管D4也起到同样的续流作用。
在本发明的一个实施例中,驱动控制信号包括第一导通信号、第二导通信号、第一PWM信号、第二PWM信号、第一关断信号和第二关断信号。
在一个实施例中,位置检测信号为第一电平时,控制模块200用于:
在第一预设时间输出第一导通信号,第一导通信号用于指示驱动模块300导通第一相绕组与直流电VCC之间的连接。
在第二预设时间输出第一PWM信号。
在第三预设时间输出第一关断信号,第一关断信号用于指示驱动模块300断开第一相绕组与直流电VCC之间的连接。
在一个实施例中,位置检测信号为第二电平时,控制模块200用于:
在第一预设时间输出第二导通信号,第二导通信号用于指示驱动模块300导通第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
在第二预设时间输出第二PWM信号。
在第三预设时间输出第二关断信号,第二关断信号用于指示驱动模块300断开第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
其中,第一电平与第二电平不同且为高电平或低电平中的中一个。
本实施例中,驱动模块300接收到驱动控制信号后执行相应的开关切换。
驱动模块300接收到第一导通信号后,导通第一相绕组与直流电VCC之间的连接。
驱动模块300接收到第一PWM信号后,根据第一PWM信号的频率实现相同频率的通断连续切换。
驱动模块300接收到第一关断信号后,断开第一相绕组与直流电VCC之间的连接。
驱动模块300接收到第二导通信号后,导通第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
驱动模块300接收到第二PWM信号后,根据第二PWM信号的频率实现相同频率的通断连接切换。
驱动模块300接收到第二关断信号后,断开第二相绕组与直流电VCC之间的连接。
本实施例中,在转子旋转一周的前半周期中,位置检测模块100输出的位置检测信号为第一电平,此时,控制过程包括:在第一预设时间,导通第一相绕组与直流电VCC,第一相绕组得电为转子提供正向驱动力。在第二预设时间,以PWM控制方式控制第一相绕组的通电过程。在第三预设时间,断开第一相绕组与直流电VCC,第一相绕组失电。
在转子旋转一周的后半周期中,位置检测模块100输出的位置检测信号为第二电平,此时,控制过程包括:在第一预设时间,导通第二相绕组与直流电VCC,第二相绕组得电为转子提供正向驱动力。在第二预设时间,以PWM控制方式控制第二相绕组的通电过程。在第三预设时间,断开第二相绕组与直流电VCC,第二相绕组失电。
在本发明的一个实施例中,控制模块200还用于:
接收位置检测信号。
根据位置检测信号的频率,得到转子旋转一周的周期。
将周期乘以预设系数,得到总时间,其中,总时间=第一预设时间+第二预设时间+第三预设时间。
在一个实施例中,所述周期等于所述频率的倒数。
本实施例中,位置检测信号用于表征电机中的转子的位置,由于转子是做反复的旋转,在转子旋转一周后,位置检测信号会发生一次跳变,所以位置检测信号为一个周期性的信号,具有固定的频率。频率也可以用来表征转子的转速。由于对绕组的控制时间需要与转子的转速相关,所以可以根据转速得到总时间。
其中,预设系数为经验值。在一个实施例中,预设系数为4,即周期*4=总时间。
在本发明的一个实施例中,控制模块200还用于:
根据转子的转速计算最大相电流,其中,最大相电流与转速成反比例关系。
根据预设电机绕组电感、预设驱动电压和最大相电流,计算得到第一预设时间。
获取预设最大续流相电流。
根据预设电机绕组电感、预设续流电压和预设最大续流相电流,计算得到第三预设时间。
利用总时间减去第一预设时间和第三预设时间,得到第二预设时间。
本实施例中,转子的转速等于位置检测信号的频率。
本实施例中,根据电感元件两端的电压电流关系公式:可以由预设电机绕组电感、预设驱动电压和最大相电流,计算得到第一预设时间;还可以由预设电机绕组电感、预设续流电压和预设最大续流相电流,计算得到第三预设时间。
其中,预设电机绕组电感为第一相绕组或第二相绕组的电感值。预设驱动电压为第一相绕组或第二相绕组的工作电压。
在本发明的一个实施例中,控制模块200还用于:
根据位置检测信号的频率,得到转子的转速,其中,转速等于频率。
根据转速在预设查询表中获取对应的第一预设时间、第二预设时间和第三预设时间。
本实施例中,通过建立预设查询表,根据电机转子的转速查询第一相绕组和第二相绕组在各阶段的通电时间,来进行时间分配,这样可以简化***计算,提高***运行效率,使得控制策略更精准高效,以取得更好的控制效果。预设查询表的制定需根据电机的实际参数和具体工作情况。
本发明实施例中,当检测到对应的位置检测模块100的输出信号跳变时,需要给相对应的绕组通电,此时电流从零开始增加,为了尽快建立起电流以减少转矩脉动,采用全电压控制的方法,让电流以最大的速率上升,这是第一段控制区间,即第一预设时间t1。在绕组电流建立起来后,开始采用第二段控制策略,在这个控制区间,第二预设时间t2内,采用电压PWM控制,通过对PWM占空比的调节,控制绕组相电流波形保持平稳,在第二段控制结束后,进入第三段控制,在这个控制区间,第三预设时间t3内,关断开关管,使得绕组电流开始续流直到减小到零,且电流为零与绕组电感最大值保持同步。
在绕组电流的分段控制中,控制重点是三段控制策略的时间分配,即每段控制所占用的时间。在本实施例中,位置检测模块100不仅能用于检测转子位置,还可以用于测量每相绕组的通电时长-总时间t,即t=t1+t2+t3,这就限制了三段控制区间的时间总和。可根据电机的实际情况来分配t1、t2、t3所占的比例。
在本实施例中,相电流幅值与电机转速相关,转速越高电流越大。相电流的上升率取决于激励电压和绕组电感,在激励电压一定的前提下,电感越小电流上升率越大。相电流的续流时间取决于续流开始时的电流、绕组电感和续流电压。
在本实施例的控制原理中,可根据位置检测模块100的输出信号计算出电机绕组通电的总时间t;然后根据电机的期望转速计算出所需的最大相电流Imax,根据电机绕组电感、驱动电压以及最大电流Imax计算出t1。根据电机的实际应用,确定开始续流时的最大相电流Ifwmax,根据电机绕组电感、续流电压计算出续流时间t3;最后用总时间t减去t1和t3就可以得出电流调制时间t2。
本发明实施例还提供了一种电机,包括如上的电机的驱动控制电路。
在一个实施例中,上述的电机为两相开关磁阻电机。
需要说明的是,本发明说明书和附图中标号相同的端口或引脚即为连通。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种电机的驱动控制电路,其特征在于,所述电机包括转子、第一相绕组和第二相绕组;所述电机的驱动控制电路包括:
位置检测模块,用于检测所述转子的位置,并输出位置检测信号;
控制模块,输入端连接所述位置检测模块的输出端,用于根据所述位置检测信号输出驱动控制信号;
驱动模块,输入端接入直流电,受控端连接所述控制模块的输出端,输出端连接所述第一相绕组和所述第二相绕组,用于根据所述驱动控制信号导通或者断开所述第一相绕组或所述第二相绕组与所述直流电之间的连接。
2.如权利要求1所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述控制模块检测到所述位置检测信号的电平发生跳变时输出所述驱动控制信号至所述驱动模块,所述驱动模块在所述第一相绕组与所述直流电导通或所述第二相绕组与所述直流电导通之间切换。
3.如权利要求1所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述驱动控制信号包括第一导通信号、第二导通信号、第一PWM信号、第二PWM信号、第一关断信号和第二关断信号;
所述位置检测信号为第一电平时,所述控制模块用于:
在第一预设时间输出所述第一导通信号,所述第一导通信号用于指示所述驱动模块导通所述第一相绕组与所述直流电之间的连接;
在第二预设时间输出所述第一PWM信号;
在第三预设时间输出所述第一关断信号,所述第一关断信号用于指示所述驱动模块断开所述第一相绕组与所述直流电之间的连接;
所述位置检测信号为第二电平时,所述控制模块用于:
在第一预设时间输出所述第二导通信号,所述第二导通信号用于指示所述驱动模块导通所述第二相绕组与所述直流电之间的连接;
在第二预设时间输出第二PWM信号;
在第三预设时间输出第二关断信号,所述第二关断信号用于指示所述驱动模块断开所述第二相绕组与所述直流电之间的连接;
其中,所述第一电平与所述第二电平不同且为高电平或低电平中的中一个。
4.如权利要求3所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述控制模块还用于:
接收所述位置检测信号;
根据所述位置检测信号的频率,得到所述转子旋转一周的周期;
将所述周期乘以预设系数,得到总时间,其中,所述总时间=所述第一预设时间+所述第二预设时间+所述第三预设时间。
5.如权利要求4所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述控制模块还用于:
根据所述转子的转速计算最大相电流,其中,所述最大相电流与所述转速成反比例关系,所述转速等于所述频率;
根据预设电机绕组电感、预设驱动电压和所述最大相电流,计算得到所述第一预设时间;
获取预设最大续流相电流;
根据所述预设电机绕组电感、预设续流电压和预设最大续流相电流,计算得到所述第三预设时间;
利用所述总时间减去所述第一预设时间和所述第三预设时间,得到所述第二预设时间。
6.如权利要求3所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述控制模块还用于:
根据所述位置检测信号的频率,得到所述转子的转速,其中,所述转速等于所述频率;
根据所述转速在预设查询表中获取对应的所述第一预设时间、所述第二预设时间和所述第三预设时间。
7.如权利要求1所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述驱动模块包括第一驱动单元和第二驱动单元;
所述第一驱动单元的输入端和所述第二驱动单元的输入端共接形成所述驱动模块的输入端,所述第一驱动单元的第一受控端和第二受控端与所述驱动模块的第一受控端和第二受控端一一对应,所述第二驱动单元的第一受控端和第二受控端与所述驱动模块的第三受控端和第四受控端一一对应,所述第一驱动单元的第一输出端和第二输出端分别与所述第一相绕组的第一端和第二端一一对应连接,所述第二驱动单元的第一输出端和第二输出端分别与所述第二相绕组的第一端和第二端一一对应连接。
8.如权利要求7所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述第一驱动单元包括第一开关子单元和第二开关子单元;
所述第一开关子单元的第一端为所述第一驱动单元的输入端,所述第一开关子单元的第二端为所述第一驱动单元的第一输出端,所述第一开关子单元的受控端为所述第一驱动单元的第一受控端;
所述第二开关子单元的第一端为所述第一驱动单元的第二输出端,所述第二开关子单元的第二端接地,所述第二开关子单元的受控端为所述第一驱动单元的第二受控端。
9.如权利要求7所述的电机的驱动控制电路,其特征在于,所述第二驱动单元包括第三开关子单元和第四开关子单元;
所述第三开关子单元的第一端为所述第二驱动单元的输入端,所述第三开关子单元的第二端为所述第二驱动单元的第一输出端,所述第三开关子单元的受控端为所述第二驱动单元的第一受控端;
所述第四开关子单元的第一端为所述第二驱动单元的第二输出端,所述第四开关子单元的第二端接地,所述第四开关子单元的受控端为所述第二驱动单元的第二受控端。
10.一种电机,其特征在于,包括如权利要求1至9任一项所述的电机的驱动控制电路。
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN109617461A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-12 | 绍兴光大芯业微电子有限公司 | 应用于电机换相控制的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5789883A (en) * | 1996-09-30 | 1998-08-04 | Honeywell Inc. | Pulse duration modulated switched reluctance motor control |
US5923141A (en) * | 1996-04-12 | 1999-07-13 | Switched Reluctance Drives, Ltd. | Current shaping in reluctance machines |
US6011377A (en) * | 1994-03-01 | 2000-01-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same |
US20050154545A1 (en) * | 2002-05-24 | 2005-07-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Method and apparatus for identifying an operational phase of a motor phase winding and controlling energization of the phase winding |
US20150207439A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Mcmaster University | Torque ripple reduction in switched reluctance motor drives |
CN104993747A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-21 | 太原理工大学 | 12/8极三相开关磁阻电动机混合励磁电流控制方法 |
-
2018
- 2018-04-04 CN CN201810301722.9A patent/CN108683381B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6011377A (en) * | 1994-03-01 | 2000-01-04 | Hamilton Sundstrand Corporation | Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same |
US5923141A (en) * | 1996-04-12 | 1999-07-13 | Switched Reluctance Drives, Ltd. | Current shaping in reluctance machines |
US5789883A (en) * | 1996-09-30 | 1998-08-04 | Honeywell Inc. | Pulse duration modulated switched reluctance motor control |
US20050154545A1 (en) * | 2002-05-24 | 2005-07-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Method and apparatus for identifying an operational phase of a motor phase winding and controlling energization of the phase winding |
US20150207439A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Mcmaster University | Torque ripple reduction in switched reluctance motor drives |
CN104993747A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-10-21 | 太原理工大学 | 12/8极三相开关磁阻电动机混合励磁电流控制方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109617461A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-04-12 | 绍兴光大芯业微电子有限公司 | 应用于电机换相控制的方法 |
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