CN109617461A - 应用于电机换相控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于电机换相控制的方法，其中，所述的方法包括使电机按***设置的提前换相时间进行换相，令所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，避免了现有技术中由于电机在换相信号到来的时候才开始换相，导致的电机中的感性线圈负载的电流在开始衰减到感性线圈负载的电流衰减到零这段时间，感性线圈负载一直在做负功，导致的电机效率低下、产生机械谐振和音频噪声的问题。采用本发明的方法，可以实现电机高效、平稳、静音运转的目的，适用性广泛。
Description
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及电机驱动控制技术领域，具体是指一种应用于电机换相控制的方法。
背景技术
由于电机带有感性线圈负载，传统的换相技术在检测到电机换相信号后开始换相，此时，感性线圈负载的电流才开始下降。在开始换相后，感性线圈负载的电流开始衰减到感性线圈负载的电流衰减到零这段时间，感性线圈负载一直在做负功，这会导致电机效率低下，产生机械谐振和音频噪声，采用现有技术中的电机换相控制方法对电机进行控制时，电机换相信号与感性线圈负载的电流的关系如图1所示，从图中可以看出感性线圈负载的电流在电机开始换相后才开始下降，其中图中的虚线表示：在虚线位置，感性线圈负载的电流为零。图中阴影部分就是感性线圈负载做负功的区间范围。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种可实现电机高效、平稳、静音运转的应用于电机换相控制的方法。
为了实现上述目的或其他目的，本发明的应用于电机换相控制的方法如下：
该应用于电机换相控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括：
电机按***设置的提前换相时间进行换相，其中，所述的***设置的提前换相时间以所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零为依据确定。
较佳地，所述的电机按***设置的提前换相时间进行换相，包括以下步骤：
(1)驱动所述的电机工作；
(2)获取所述的电机的换相周期T；
(3)以所述的换相周期T为依据确定一***预设的提前换相时间t’；
(4)按所述的***预设的提前换相时间t′驱动所述的电机换相，并以所述的电机换相信号到来时，以所述的感性线圈负载的电流是否过零为依据，对所述的预设的提前换相时间t′进行调整，获取所述的***设置的提前换相时间；
(5)驱动所述的电机按所述的***设置的提前换相时间进行换相，令所述的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零。
较佳地，采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间。
更佳地，所述的采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间，包括以下步骤：
(a1)驱动所述的电机开始转动，检测获取所述的电机的换相周期T；
(a2)指定一个所述的预设的提前换相时间t′，所述的预设的提前换相时间其中，K为一个大于1的实常数；
(a3)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零；
(a4)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，则确定所述的***设置的提前换相时间就等于当前所述的预设的提前换相时间t′，完成计算；否则，继续后续步骤(a5)；
(a5)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否过零；
(a6)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻已过零，则继续后续步骤(a7)；若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻未过零，则继续后续步骤(a8)；
(a7)将当前所述的预设的提前换相时间t′减小，得到减小后的预设的提前换相时间，将所述的减小后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)；
(a8)将当前所述的预设的提前换相时间t′增大，得到增大后的预设的提前换相时间，将所述的增大后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)。
本发明的应用于电机换相控制的方法，使电机按***设置的提前换相时间进行换相，令所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，避免了现有技术中由于电机在换相信号到来的时候才开始换相，导致的电机中的感性线圈负载的电流在开始衰减到感性线圈负载的电流衰减到零这段时间，感性线圈负载一直在做负功，导致的电机效率低下、产生机械谐振和音频噪声的问题，采用本明的应用于电机换相控制的方法，可以实现电机高效、平稳、静音运转的目的，适用性广泛。
附图说明
图1为采用现有技术中的电机换相控制方法得到的电机换相信号与电机中的感性线圈负载电流的关系的相位图。
图2为采用本发明的应用于电机换相控制的方法时的电机换相信号与电机中的感性线圈负载电流的关系的相位图。
图3为***预设的提前换相时间过长时得到的电机换相信号与电机中的感性线圈负载电流的关系的相位图。
图4为***预设的提前换相时间过短时得到的电机换相信号与电机中的感性线圈负载电流的关系的相位图。
图5为本发明一实施例中采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
该应用于电机换相控制的方法，包括：
电机按***设置的提前换相时间进行换相，其中，所述的***设置的提前换相时间以所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零为依据确定具体包括以下步骤：
(1)驱动所述的电机工作；
(2)获取所述的电机的换相周期T；
(3)以所述的换相周期T为依据确定一***预设的提前换相时间t’；
(4)按所述的***预设的提前换相时间t′驱动所述的电机换相，并以所述的电机换相信号到来时，以所述的感性线圈负载的电流是否过零为依据，对所述的预设的提前换相时间t′进行调整，获取所述的***设置的提前换相时间；
(5)驱动所述的电机按***设置的提前换相时间进行换相，令所述的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零。
可采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间，具体包括以下步骤：
(a1)驱动所述的电机开始转动，检测获取所述的电机的换相周期T；
(a2)指定一个预设的提前换相时间t′，所述的提前换相时间其中，K为一个大于1的实常数；
(a3)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零；
(a4)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，则确定所述的***设置的提前换相时间就等于当前所述的预设的提前换相时间t′，完成计算；否则，继续后续步骤(a5)；
(a5)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否过零；
(a6)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻已过零，则继续后续步骤(a7)；若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻未过零，则继续后续步骤(a8)；
(a7)将当前所述的预设的提前换相时间t′减小，得到减小后的预设的提前换相时间，将所述的减小后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)；
(a8)将当前所述的预设的提前换相时间t′增大，得到增大后的预设的提前换相时间，将所述的增大后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)。
上述实施例中的应用于电机换相控制的方法通过控制电机换相可有效避免感性线圈负载电流做负功的情况发生，防止电机效率低下、产生机械谐振和音频噪声的情况发生，具备了实现电机高效、平稳、静音运转的目的。
如图2所示，所述的***设置的提前换相时间t就等于感性线圈负载的电流开始衰退的时刻到电机换相信号到来的时刻的这段时间，如果感性线圈负载的电流开始衰退的时刻到电机换相信号到来的时刻的这段时间等于感性线圈负载的电流开始衰退的时刻到感性线圈负载的电流衰退到零的时刻的这段时间，那么按当前的***设置的提前换相时间进行换相，就可达到最佳的换相效果。
如图2所示，通过本发明中的应用于电机换相控制的方法，控制所述的电机的换相时间t，使电机换相信号到来的时刻，感性线圈负载的电流刚好衰减到零，克服电机换相过程中感性线圈负载做负功的问题。图2中选取的***设置的提前换相时间t是最理想状态下获得的提前换相时间，实际情况下可采用上述实施例中提到的逐步逼近法获取理想的***设置的提前换相时间。
下面结合图3、4进行一步说明对于***设置的提前换相时间的调节以及确定过程：
***设置的提前换相时间的确定方法为：在电机运转过程中通过检测换相周期T，来指定一个预设的提前换相时间t′，其中，提前换相时间(注：K是一个大于1的实常数)，那么，在换相的过程中就会出现如下两种情形：
情况一就是如图3中的相位图所示的情况，预设的提前换相时间t′太多了，这时，需要逐渐减小所述的预设的提前换相时间t′，直到所选取的预设的提前换相时间t′可以实现图2中的这种换相效果，就可确定此刻所预设的提前换相时间t′就是最终的***设置的提前换相时间t。
情况二就是如图4中的相位图所示的情况，预设的提前换相时间t′太少了，这时，需要逐渐增大所述的预设的提前换相时间t′，直到所选取的预设的提前换相时间t′可以实现图2中的这种换相效果，就可确定此刻所预设的提前换相时间t′就是最终的***设置的提前换相时间t。
其中，对于所预设的提前换相时间t′是太多还是太少的判断依据为电机换相信号到来的时刻，感性线圈负载的电流是否刚好过零。也就是说，如果感性线圈负载的电流在电机换相信号到来之前过零则判断为预设的提前换相时间t′太长；如果感性线圈负载的电流在电机换相信号到来之后过零则判断为预设的提前换相时间t′太短。
上述的计算***设置的提前换相时间的过程可参阅图5所示，即整个计算过程为：
电机起转，检测第一个换相周期T，并根据换相周期T设定下一周期提前换相时间t′，下一个换相信号到来时如果线圈电流已过零，则逐渐减小提前换相时间t′，若下一换相信号到来时如果线圈电流未过零，则逐渐增大提前换相时间t′，直到换相信号到来时，线圈电流刚好过零，确定当前的预设的提前换相时间t′就是最终的***设置的提前换相时间。
即如果是在未确定提前换相时间的情况下，本发明的应用于电机换相控制的方法在电机启动的第一个换相周期这个提前换相是不起作用的，而在第二个换相周期开始参考第一个换相周期指定一个预设的提前换相时间t′，再逐步计算出最终的***设置的提前换相时间t，再按最终的***设置的提前换相时间t进行换相，实现最优换相时机的目的。
本发明的应用于电机换相控制的方法为：通过控制开始换相的时间，令换相信号到来时线圈电流刚好衰减到零的方法，具体的***设置的提前换相时间由***根据电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零动态调整所决定，这个提前时间是会根据不同的电机，不同的占空比、不同的转速、不同的温度、不同的应用电压等等变量动态自适应调整的，该方法适应于各种不同的电机，如直流无刷电机、有位置传感器直流无刷电机和无位置传感器直流无刷电机等电机均可采用本方法进行空中，本发明所公开的方法解决了现有电机换相过程中普遍存在的问题，适应范围广泛。
本发明的应用于电机换相控制的方法，使电机按***设置的提前换相时间进行换相，令所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，避免了现有技术中由于电机在换相信号到来的时候才开始换相，导致的电机中的感性线圈负载的电流在开始衰减到感性线圈负载的电流衰减到零这段时间，感性线圈负载一直在做负功，导致的电机效率低下、产生机械谐振和音频噪声的问题，采用本明的应用于电机换相控制的方法，可以实现电机高效、平稳、静音运转的目的，适用性广泛。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (4)
1.一种应用于电机换相控制的方法，其特征在于，所述的方法包括：
电机按***设置的提前换相时间进行换相，其中，所述的***设置的提前换相时间以所述的电机中的感性线圈负载的电流在电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零为依据确定。
2.根据权利要求1所述的应用于电机换相控制的方法，其特征在于，所述的电机按***设置的提前换相时间进行换相，包括以下步骤：
(1)驱动所述的电机工作；
(2)获取所述的电机的换相周期T；
(3)以所述的换相周期T为依据确定一***预设的提前换相时间t′；
(4)按所述的***预设的提前换相时间t′驱动所述的电机换相，并以所述的电机换相信号到来时，以所述的感性线圈负载的电流是否过零为依据，对所述的预设的提前换相时间t′进行调整，获取所述的***设置的提前换相时间；
(5)驱动所述的电机按所述的***设置的提前换相时间进行换相，令所述的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零。
3.根据权利要求1所述的应用于电机换相控制的方法，其特征在于，采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间。
4.根据权利要求3所述的应用于电机换相控制的方法，其特征在于，所述的采用逐步逼近法计算得出所述的***设置的提前换相时间，包括以下步骤：
(a1)驱动所述的电机开始转动，检测获取所述的电机的换相周期T；
(a2)指定一个所述的预设的提前换相时间t′，所述的预设的提前换相时间其中，K为一个大于1的实常数；
(a3)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否正好衰退到零；
(a4)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻正好衰退到零，则确定所述的***设置的提前换相时间就等于当前所述的预设的提前换相时间t′，完成计算；否则，继续后续步骤(a5)；
(a5)判断以当前所述的预设的提前换相时间t′作为所述的***设置的提前换相时间的情况下，所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻是否过零；
(a6)若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻已过零，则继续后续步骤(a7)；若所述的电机换相时，所述的电机中的感性线圈负载的电流在所述的电机换相信号到来的时刻未过零，则继续后续步骤(a8)；
(a7)将当前所述的预设的提前换相时间t′减小，得到减小后的预设的提前换相时间，将所述的减小后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)；
(a8)将当前所述的预设的提前换相时间t′增大，得到增大后的预设的提前换相时间，将所述的增大后的预设的提前换相时间作为新的预设的提前换相时间t′，并返回上述步骤(a3)。
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