CN106685280A - 一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法，包括以下步骤：S1：设定启动上下基准电压参数A,B,C,D,E,F；S2：判断电机运转状态；S3：若电机处于正常运转状态，则基准上限电压=电源电压*E，基准下限电压=电源电压*F，并跳转至步骤S6；若电机处于启动状态，则跳转至S4，若电机处于非启动状态，则跳转至S2，S4：则判断电机的启动状态下的转向状态，S5：若电机正转，则基准上限电压=电源电压*A，基准下限电压=电源电压*B，并跳转至步骤S6；否则基准上限电压=电源电压*C，基准下限电压=电源电压*D,并跳转至步骤S6；通过将原有的单级基准电压改变成多级基准电压，使得电机在不同运转状态下提高其运转性能，并且方法简单，适用情景广。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及直流无刷无霍尔电机的换相角调节方法。
背景技术
在直流无刷无霍尔电机中，换相都是通过检测反向电动势过零点，进行换相的。而目前，在直流无刷无霍尔电机的换相角调节中，主要有两种调节方式，一种是利用软件算法对实时转速进行测量，测量后通过一系列相当复杂的算法计算出反相比较电压，从而调节换相角，这种方法虽然精度较高，但是对测量元件以及算法精度要求很高，否则就会出现转动问题，严重甚至会停机造成电机损坏；而另一种是直接通过电阻网络得到一相对固定的基准电压值与反向电压比较，然后去换相，即固定了换相角的大小，这种方法显然不能使电机工作在最佳的工作状态。
发明内容
本发明要解决的问题是，如何提供一种建议的控制直流无刷无霍尔电机的换相方法，使得其一方面能够减少原件和算法精度的要求，能够在较为恶劣的工作环境下进行工作，另一方面又能够充分发挥电机的工作性能，进行换相角的的调节。
为了解决上述问题，本发明提供了一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法包括以下步骤：
S1：设定启动正转上下基准电压参数A,B;设定启动反转上下基准电压参数C,D；设定正常运转上下基准电压参数E,F；
S2：判断电机运转状态；
S3：若电机处于正常运转状态，则基准上限电压=电源电压*E，基准下限电压=电源电压*F，并跳转至步骤S6；若电机处于启动状态，则跳转至S4，若电机处于非启动状态，则跳转至S2，
S4：则判断电机的启动状态下的转向状态，
S5：若电机正转，则基准上限电压=电源电压*A，基准下限电压=电源电压*B，并跳转至步骤S6；否则基准上限电压=电源电压*C，基准下限电压=电源电压*D,并跳转至步骤S4；
S6：将设定的基准上限电压值与基准下限电压值更新至控制中心，并跳转至S2。
通过采用分级的方式，将电机的工作方式分解成3个不同的工作状态，针对不同的工作状态下设定不同的上下基准电压，使得电机在不同状态下可以有相对应的换相角调节提高了电机的转动性能。即本方式是结余最原始的单级控制和现有的无级控制之间设置成有级控制，以此来适应一些较为恶劣的工作环境或者调节精度不需要太高的环境下进行使用，以此提高电机的转动性能。
步骤S2包括以下步骤：
S20:设定预定转速，检测是否有启动控制信号，若无则清除启动标记和运转标记，判断电机处于非启动状态；若有则跳转至步骤S21；
S21：检测是否有运转标记，若有则判断电机正常运转，跳转至步骤S24；若无则跳转至步骤S22；
S22：设置启动标记，判断电机处于启动状态，并监控电机转速，若电机转速大于或等于预定转速，则跳转至S23；若电机转速小于预定转速，则跳转至步骤S24；
S23：清除启动标记，设置运转标记，判断电机处于正常运转，跳转至步骤S24；
S24：输出电机的运行状态；
判定电机的找工作状态主要是利用控制器中的控制信号对控制器中的寄存标记进行读写，以此来判定电机的工作状态。这种方法仅仅只需要一个测速元件即可，其余均为简单的判断逻辑，避免了复杂的算法对处理器的过负荷，也减少了设计算法的麻烦，另外针对不同的机型，只需要对预定转速的数值进行调节即可，减少了改变算法数据的麻烦，简单实用。
步骤S4包括以下步骤：
S40：检测正反转I/O口是否为低电位，若是，则判断转向状态为反转；若否，则判断转向状态为正转。
S41：输出电机的转向状态。
判断电机的正反转，还是利用控制器内部中信号进行判断，有利于减少元件和提高判断速度，且方便实用，不需要额外的外部硬件支持。
所述的启动正转上下基准电压参数A,B，启动反转上下基准电压参数C,D，正常运转上下基准电压参数E,F的参数A、B、C、D、E和F均据电机性能以及采样分压电阻的大小进行确定。以上各参数的的作用是直接对标准电压进行调节，使得成为合适的上下限基准电压，而该电压因为是作为调节换相角的最重要参数，是根据电机的特性以及所使用的分压电阻有关，故需要针对不同机型的调节以达到满足使用要求。
本发明具有以下的有益效果：
1.方法简易。因为不涉及算法方面，只是对不同工作状态下进行分级处理，简化了硬件和软件的要求，又相对原有的单级调控有了电机性能上较大的提升。
2.成本较低。控制器只需要使用较为常见的单片机之类的处理单元即可进行处理，本方法涉及的硬件较少，电压是通过控制器进行调控，基本上不暂用较多的制造成本。
3.使用范围广。因为成本低廉和控制硬件少，且能够使电机的性能得到较大的提高，所以能够用在大部分调节精度不需要太高的场景，提高生产或工作效率。
附图说明
图1为本发明一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的有点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
结合附图1，其流程如下，
S1：设定启动正转上下基准电压参数A,B;设定启动反转上下基准电压参数C,D；设定正常运转上下基准电压参数E,F；该参数需要通过对电机的型号以及电阻网络的实际数值计算后进行设置，目的是当电机达到了相关的运行状态是，该通过该参数所计算出来的上下基准电压能够使得电机换相角适应该状态，提高电机的运转性能。
S20:需要设定预定转速，高转速是通过转速检测设备进行检测，转速是判断电机是否正常工作或者是正在启动的重要标志，因为不同电机的工作转速不相同，所以根据不同的电机转速进行数值的设置即可。控制器检测是否有启动控制信号，该信号为内部信号，若无则清除启动标记和运转标记，判断电机处于非启动状态；若有则跳转至步骤S21；本步首先对电机是否正在工作进行判断；
S21：检测是否有运转标记，若有则判断电机正常运转，跳转至步骤S24；若无则跳转至步骤S22；本步对电机是否在正常运行进行判断；
S22：设置启动标记，判断电机处于启动状态，并监控电机转速，若电机转速大于或等于预定转速，则跳转至S23；若电机转速小于预定转速，则跳转至步骤S24；当判断为启动时，首先置启动标记，测监控电机转速，当达到转速时，则
S23：清除启动标记，设置运转标记，判断电机处于正常运转，跳转至步骤S24；
S24：输出电机的运行状态；
S3：若电机处于正常运转状态，则基准上限电压=电源电压*E，基准下限电压=电源电压*F，并跳转至步骤S6；若电机处于启动状态，则跳转至S4，若电机处于非启动状态，则跳转至S2，设定正常运转的基准电压，若为启动状态，则还需要对转向进行判断，则进入下一步对转向进行判断；
S40：检测正反转I/O口是否为低电位，若是，则判断转向状态为反转；若否，则判断转向状态为正转。通过控制器中的状态进行判断。
S41：输出电机的转向状态。
S5：若电机正转，则基准上限电压=电源电压*A，基准下限电压=电源电压*B，并跳转至步骤S6；否则基准上限电压=电源电压*C，基准下限电压=电源电压*D,并跳转至步骤S4；
S6：将设定的基准上限电压值与基准下限电压值更新至控制中心，并跳转至S2。
当更新完毕基准上限电压与基准下限电压后，则能够通过与检测到的实际的反向过零点电动势进行比较，最后得出换相角，则能够对电机进行换相，完成依次完整的调节。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设定启动正转上下基准电压参数A,B;设定启动反转上下基准电压参数C,D；设定正常运转上下基准电压参数E,F；
S2：判断电机运转状态；
S3：若电机处于正常运转状态，则基准上限电压=电源电压*E，基准下限电压=电源电压*F，并跳转至步骤S6；若电机处于启动状态，则跳转至S4，若电机处于非启动状态，则跳转至S2，
S4：则判断电机的启动状态下的转向状态，
S5：若电机正转，则基准上限电压=电源电压*A，基准下限电压=电源电压*B，并跳转至步骤S6；否则基准上限电压=电源电压*C，基准下限电压=电源电压*D,并跳转至步骤S6；
S6：将设定的基准上限电压值与基准下限电压值更新至控制中心，并跳转至S2。
2.根据权利要求1所述的一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法，其特征在于，所述的步骤S2包括以下步骤：
S20:设定预定转速，检测是否有启动控制信号，若无则清除启动标记和运转标记，判断电机处于非启动状态；若有则跳转至步骤S21；
S21：检测是否有运转标记，若有则判断电机正常运转，跳转至步骤S24；若无则跳转至步骤S22；
S22：设置启动标记，判断电机处于启动状态，并监控电机转速，若电机转速大于或等于预定转速，则跳转至S23；若电机转速小于预定转速，则跳转至步骤S24；
S23：清除启动标记，设置运转标记，判断电机处于正常运转，跳转至步骤S24；
S24：输出电机的运行状态。
3.根据权利要求1所述的一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法，其特征在于，所述的步骤S4包括以下步骤：
S40：检测正反转I/O口是否为低电位，若是，则判断转向状态为反转；若否，则判断转向状态为正转；
S41：输出电机的转向状态。
4.根据权利要求1所述的一种简易控制直流无刷无霍尔电机换相角的方法，其特征在于，所述的启动正转上下基准电压参数A,B，启动反转上下基准电压参数C,D，正常运转上下基准电压参数E,F的参数A、B、C、D、E和F均据电机性能以及采样分压电阻的大小进行确定。
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2016
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