CN101783640A - 一种电机转速闭环控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机转速闭环控制方法,预先设定电机运行状态参考值,并执行如下步骤:将当前电机运行状态参数与该设定参考值比较,若当前电机运行状态参数符合设定参考值,则电机根据外部输入的设定转速指令运行,并于设定时间间隔再次检测电机的当前转速,若当前转速与所述设定转速指令不符,则接收外部指令调整当前转速使之与设定转速相符。本发明所述电机转速闭环控制方法中,采用脉冲宽度调制方式来控制电机的工作电压,并且,于电机运行之初即首先检查电机的工作状态,以确保电机运行的安全,进一步的,在电机运行过程中,以设定的时间间隔来检测电机的运行状态,并据此而可实时调整电机的运行状态,切实的实现电机控制的灵活性及准确性。

Description

一种电机转速闭环控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电机转速控制方法,尤其涉及一种电机转速的闭环控制方法。
背景技术
[0002] 直流永磁电机与人们的生产和生活密切相关,借助电机得以将电能转换为机械 能,从而加速了人们改造世界的进程。
[0003] 目前,直流永磁电机的控制方式已经从最初的开关控制发展到自动控制。在自动 控制领域内,最常见的就是开环控制。
[0004] 电机开环控制可根据外部即时输入的控制指令调整电机的运行,相较于开关控制 无疑是很大的进步。然而,此种开环控制需要依赖外部即时输入的指令,当电机运行环境发 生变化时,往往造成电机的实际运行状态与所述外部指令所欲达到的运行状态相距甚远。
发明内容
[0005] 本发明针对现有技术的弊端,提供一种电机转速闭环控制方法,可根据预设指令 随时调整电机的运行状态,以达到预设的运行效果。
[0006] 本发明所述电机转速闭环控制方法,预先设定电机运行状态参考值,并执行如下 步骤:
[0007] 将当前电机运行状态参数与该设定参考值比较,若当前电机运行状态参数符合设 定参考值,则电机根据外部输入的设定转速指令运行,并于设定时间间隔再次检测电机的 当前转速,若当前转速与所述设定转速指令不符,则接收外部指令调整当前转速使之与设 定转速相符。
[0008] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,若当前电机运行状态参数不符合设定参考 值,则发出故障报警指示,同时将故障代码发送给外部单元。所述故障代码采用串口传输方 式发送给外部单元,且传输波特率为9. 6Kb/s。
[0009] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,所述设定参考值包括电机电流、电机温度、
电机转速;所述当前电机运行状态参数包括电机电流、电机温度、电机转速。
[0010] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,所述当前电机运行状态参数经模拟/数字
转换后与设定参考值比较。
[0011] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,所述输入的外部指令为微处理器发出的电 机转速脉冲信号,根据电机转速脉冲信号与当前电机转速进行比较运算来调节电机的工作 电压,令电机转速达到设定值;
[0012] 若无外部指令输入时,则维持电机当前的工作电压,以保持电机的最低转速,同时 保持电机电流小于额定值。
[0013] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,进一步设置第一设定电压及第二设定电 压,当电机工作电压低于第一设定电压时,停止输入外部指令;
[0014] 当电机工作电压大于第一设定电压而小于第二设定电压时,在设定时间范围内输入外部指令,电机按设定的转速运行,超出该设定时间范围则关闭输入外部指令。
[0015] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,当发出故障报警指示时,停止输入外部指
令,电机停止运行。
[0016] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,当接收到输入的外部指令时,先判断预设 时间内接收到外部指令的次数,若仅为单次,则电机根据该单次的外部指令运行;若连续接 收相同外部指令的次数为偶次,则电机停止运行。
[0017] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,进行电机电流捕捉时,首先判断是否到达
设定的捕捉时间,若捕捉时间到,则进行电机电流捕捉,并置电流捕捉标志。
[0018] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,采用脉冲宽度调制方式来控制电机的工作
电压,并且,于电机运行之初即首先检查电机的工作状态,以确保电机运行的安全,进一步
的,在电机运行过程中,以设定的时间间隔来检测电机的运行状态,并据此而可实时调整电
机的运行状态,切实的实现了电机控制的灵活性及准确性。
附图说明
[0019] 图1为本发明所述电机转速闭环控制方法的流程示意图。 具体实施方式
[0020] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文 字能够据以实施。
[0021] 如图1所示,本发明所述电机转速闭环控制方法中,需预先设定电机运行状态参 考值。该电机运行状态参考值为电机安全运行的前提, 一般来说,该运行状态参考值可依据 具体电机型号而设定。该电机运行状态参考值包括了电机温度、电机电流、电机转速等信 息。
[0022] 在设定了电机运行状态参考值后,即检测当前电机的运行状态。将电机通电后的 当前运行参数与前述设定的电机运行状态参考值相比较。
[0023] 所述获取电机通电后的当前运行参数可采用对应的传感器元件来进行,由于采用 传感器获取的当前运行参数为模拟量,故还需将该模拟量的当前运行参数转换为数字量后 与设定的电机运行状态参考值相比较。根据前述电机运行状态参考值包含了电机温度、电 机电流、电机转速等信息,此处检测的当前电机运行参数也对应包含了电机温度、电机电 流、电机转速等信息。所述电机电流的检测可依下述步骤进行,即进行电机电流捕捉时,首 先判断是否到达设定的捕捉时间,若捕捉时间到,则进行电机电流捕捉,并置电流捕捉标
志o
[0024] 若上述检测到的当前电机运行状态参数符合预设的电机运行状态参考值所限定 的范围,则可进一步接收外部输入的设定转速指令,并根据该外部设定转速指令运行。电机 转速的加速与减速都是根据该外部指令的信号值来确定的。本发明中,所述外部指令为微 处理器发出的电机转速脉冲信号,该电机转速脉冲信号可调整电机的运行电压,进而调整 电机的转速。具体来说,可根据电机转速脉冲信号与当前电机转速进行比较运算以调节电 机当前的工作电压,令电机转速达到设定值。若无外部指令输入时,则维持电机当前的工作 电压,以保持电机的最低转速,同时保持电机电流小于额定值。而所述微处理器既可作为设定转速指令输入的元件,也可同时为外部指令产生的元件,通过该微处理器实现设定转速 指令的输入、当前电机转速的检测、当前电机转速与设定转速的比较、以及调整当前电机转 速的电机转速脉冲信号的输出。
[0025] 本发明中,还对该外部指令的输入次数进行了处理,即当接收到输入的外部指令 时,首先判断一段时间内接收到外部指令的次数,若仅为单次,则电机根据该单次的外部指 令运行;若连续接收相同外部指令的次数为偶次,则电机停止运行。
[0026] 电机有其正常工作的额定工作电压,若当前电气系统的工作电压与该额定工作电 压相差甚大,也必将影响电气性统的寿命及工作效果。为此,本发明中,可设定几个参考电 压值,以将电机当前的工作电压与这些参考电压值相比较,从而进一步确定电机的工作状 态。例如,设定禁止电机工作的第一设定电压,当电机工作电压低于第一设定电压时,停止 输入外部指令,此时,电机停止工作。又例如,设置一大于前述第一设定电压的第二设定电 压,但该第二设定电压依然低于电机的额定工作电压,此时,当电机工作电压大于第一设定 电压而小于第二设定电压时,仅在设定时间范围内输入外部指令,电机按设定的转速运行, 超出该设定时间范围则关闭输入该外部指令。
[0027] 若上述检测到的当前电机运行状态参数不符合预设的电机运行状态参考值所限 定的范围,则应停止电机运行,并发出故障报警的指示信号。此时,停止输入外部指令。所 述故障报警的指示信号可为故障代码,该故障代码采用串口传输方式发送给外部单元,且 传输波特率为9. 6Kb/s。
[0028] 本发明中,当电机运行设定的时间间隔后,再次检测电机的运行状态参数,并重复 上述过程。即将再次检测到的电机运行状态参数与预设的电机运行状态参考值相比较,若 再次检测到的电机运行状态参数符合预设的电机运行状态参考值所限定的范围,则还需检 测电机当前转速是否符合设定的转速,若不符合,则需要将当前电机转速调整为与设定电 机转速相符;反之,若再次检测到的电机运行状态参数不符合预设的电机运行状态参考值 所限定的范围,则电机停止运行,并发出故障报警的指示信号。该重复检测电机运行状态参 数的过程贯穿于电机运行的整个过程中。
[0029] 本发明中,当检测当前电机温度时,首先将当前电机温度与预设高温标志比较,若 当前电机温度高于该预设高温标志,则发出高温警示;若当前电机温度低于该预设高温标 志,则继续将当前电机温度与预设低温标志比较,若当前电机温度低于该预设低温标志,则 发出低温警示。
[0030] 本发明所述电机转速闭环控制方法中,采用脉冲宽度调制方式来控制电机的工作 电压,并且,于电机运行之初即首先检查电机的工作状态,以确保电机运行的安全,进一步 的,在电机运行过程中,以设定的时间间隔来检测电机的运行状态,并据此而可实时调整电 机的运行状态,切实的实现了电机转速的闭环控制,增强了电机转速控制的灵活性及准确 性。
[0031] 尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列 运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地 实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限 于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (11)

  1. 一种电机转速闭环控制方法,其特征在于,预先设定电机运行状态参考值,并执行如下步骤:将当前电机运行状态参数与该设定参考值比较,若当前电机运行状态参数符合设定参考值,则电机根据外部输入的设定转速指令运行,并于设定时间间隔再次检测电机的当前转速,若当前转速与所述设定转速指令不符,则接收外部指令调整当前转速使之与设定转速相符。
  2. 2. 如权利要求1所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,若当前电机运行状态参 数不符合设定参考值,则发出故障报警指示,同时将故障代码发送给外部单元。
  3. 3. 如权利要求2所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,所述设定参考值包括电 机电流、电机温度、电机转速;所述当前电机运行状态参数包括电机电流、电机温度、电机转速。
  4. 4. 如权利要求2所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,所述当前电机运行状态 参数经模拟/数字转换后与设定参考值比较。
  5. 5. 如权利要求3所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,所述检测当前电机温度 时,首先将当前电机温度与预设高温标志比较,若当前电机温度高于该预设高温标志,则发 出高温警示;若当前电机温度低于该预设高温标志,则继续将当前电机温度与预设低温标 志比较,若当前电机温度低于该预设低温标志,则发出低温警示。
  6. 6. 如权利要求3所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,所述外部指令为微处理 器发出的电机转速脉冲信号,根据电机转速脉冲信号与当前电机转速进行比较运算来调节 电机的工作电压,令电机转速达到设定值;若无外部指令输入时,则维持电机当前的工作电压,以保持电机的最低转速,同时保持 电机电流小于额定值。
  7. 7. 如权利要求6所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,进一步设置第一设定电 压及第二设定电压,当电机工作电压低于第一设定电压时,停止输入外部指令;当电机工作电压大于第一设定电压而小于第二设定电压时,在设定时间范围内输入外 部指令,电机按设定的转速运行,超出该设定时间范围则关闭输入外部指令。
  8. 8. 如权利要求6所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,当发出故障报警指示时, 停止输入外部指令,电机停止运行。
  9. 9. 如权利要求2所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,当接收到输入的外部指 令时,先判断预设时间内接收到外部指令的次数,若仅为单次,则电机根据该单次的外部指 令运行;若连续接收相同外部指令的次数为偶次,则电机停止运行。
  10. 10. 如权利要求2所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,所述故障代码采用串口 传输方式发送给外部单元,且传输波特率为9. 6Kb/s。
  11. 11. 如权利要求3所述的电机转速闭环控制方法,其特征在于,进行电机电流捕捉时, 首先判断是否到达设定的捕捉时间,若捕捉时间到,则进行电机电流捕捉,并置电流捕捉标
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