CN107257215B - 一种无刷直流电机起动电流控制方法及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无刷直流电机起动电流控制方法及控制系统，本无刷直流电机起动电流控制方法包括：步骤S1，设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；步骤S2，计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及步骤S3，判断电流给定值是否大于等于电流平均值，若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；若否，则关断所有功率管。

Description

一种无刷直流电机起动电流控制方法及控制系统
技术领域
本发明属于无刷直流电机技术领域，特别涉及一种无刷直流电机起动电流控制方法。
背景技术
近年来，无刷直流电机以其独到的体积小、重量轻、效率高、力矩大、调速性能好诸多优点在家电、机器人、电动车等领域获得了广泛的应用。无刷直流电机起动过程中,如果直接起动会产生很大的冲击电流，会引起电机发热严重甚至烧毁电机及控制器，同时器件成本也会明显增加。现有的控制技术，是在无刷直流电机起动过程中设置一个固定的电流限流值，若起动电流大于该限流值则减小逆变器的PWM占空比，反之，则增大PWM占空比。这种方法存在如下缺陷：1)若电流限流值过大，则难以起到电机保护的作用，若电流限流值过小，则延长电机起动时间；2)电机起动是一个实时动态变化的过程，PWM占空比的频繁调整既会加大控制器中功率器件的功率损耗，增大发热，又会加重控制器中微处理器的运算负担。因此，设计一种无刷直流电机起动电流控制方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种无刷直流电机起动电流控制方法，以使无刷直流电机在起动过程中获得尽可能大的电流以加速电机起动时间。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无刷直流电机起动电流控制方法，包括：步骤S1，设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；步骤S2，计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及步骤S3，判断电流给定值是否大于等于电流平均值，若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；若否，则关断所有功率管。
进一步，将所述电流给定值定义为Iset，且设
上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；
Ie为功率管的额定工作电流；
Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；
并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次。
进一步，所述每单位电气时间定义为τ，且其中
L表示无刷直流电机的电感系数，R表示无刷直流电机的内阻。
又一方面，本发明还提供了一种无刷直流电机起动电流控制系统，包括：控制器，与该控制器相连的无刷直流电机起动用三相桥式逆变器；所述控制器适于根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管，以使无刷直流电机获得足够的起动电流。
进一步，所述控制器适于控制功率管使无刷直流电机获得足够的起动电流，即设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及判断电流给定值是否大于等于电流平均值，若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；若否，则关断所有功率管。
进一步，将所述电流给定值定义为Iset，且设
上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；
Ie为功率管的额定工作电流；
Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；
并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次。
进一步，所述每单位电气时间定义为τ，且其中
L表示无刷直流电机的电感系数，R表示无刷直流电机的内阻。
本发明的有益效果是，本发明的无刷直流电机起动电流控制方法及控制系统，其既可使无刷直流电机在起动过程中获得尽可能大的电流以加速电机起动时间，又可合理控制逆变器功率管和电机的发热，并降低控制器中微处理器的运算负担。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的无刷直流电机起动电流控制方法流程图；
图2是本发明的无刷直流电机起动电流控制系统的原理框图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种无刷直流电机起动电流控制方法，包括：
步骤S1，设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；
步骤S2，计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，将电流平均值定义为Ip，且初始值设置为0A，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及
步骤S3，判断电流给定值是否大于等于电流平均值，即Iset≥Ip，
若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通三相桥式逆变器中对应的功率管；
若否，则关断所有功率管。
将所述电流给定值定义为Iset，且设上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；Ie为功率管的额定工作电流；Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次。
所述每单位电气时间定义为τ，且其中L表示无刷直流电机的电感系数，R表示无刷直流电机的内阻。
本发明的无刷直流电机起动电流控制方法，其步骤简单，步骤简单易行，可有效避免无刷直流电机起动时进入过流保护后引起的动力丧失问题，并可降低功率管的开关损耗，降低功率管发热，提升电能使用效率。
实施例2
如图2所示，在实施例1基础上，本实施例2提供了一种无刷直流电机起动电流控制系统，包括：控制器，与该控制器相连的无刷直流电机起动用三相桥式逆变器；所述控制器适于根据无刷直流电机霍尔信号组合开通三相桥式逆变器中对应的功率管，以使无刷直流电机获得足够的起动电流。
所述控制器适于控制功率管使无刷直流电机获得足够的起动电流，即设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，将电流平均值定义为Ip，且初始值设置为0A，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及判断电流给定值是否大于等于电流平均值，即Iset≥Ip，若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；若否，则关断所有功率管。
将所述电流给定值定义为Iset，且设上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；Ie为功率管的额定工作电流；Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次。
所述每单位电气时间定义为τ，且其中L表示无刷直流电机的电感系数，R表示无刷直流电机的内阻。
本发明的无刷直流电机起动电流控制系统，其步骤简单，步骤简单易行，可有效避免无刷直流电机起动时进入过流保护后引起的动力丧失问题，并可降低功率管的开关损耗，降低功率管发热，提升电能使用效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种无刷直流电机起动电流控制方法，其特征在于,包括：
步骤S1，设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；
步骤S2，计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及
步骤S3，判断电流给定值是否大于等于电流平均值，
若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；
若否，则关断所有功率管；
将所述电流给定值定义为Iset，且设
上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；
Ie为功率管的额定工作电流；
Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；
并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次；
所述每单位电气时间定义为τ，且其中
L表示无刷直流电机的电感系数，R表示无刷直流电机的内阻。
2.一种无刷直流电机起动电流控制系统，其特征在于，包括：
控制器，与该控制器相连的无刷直流电机起动用三相桥式逆变器；
所述控制器适于根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管，以使无刷直流电机获得足够的起动电流；
所述控制器适于控制功率管使无刷直流电机获得足够的起动电流，即
设定起动过程中无刷直流电机的电流给定值，并以单位电气时间为周期进行更新；
计算无刷直流电机在起动初始时刻起的1/10单位电气时间内电流平均值，并以1/10单位电气时间为周期进行更新；以及
判断电流给定值是否大于等于电流平均值，
若是，则根据无刷直流电机霍尔信号组合开通对应的功率管；
若否，则关断所有功率管；
将所述电流给定值定义为Iset，且设
上式中，Ne为无刷直流电机起动时的转速给定值，其大小不超过无刷直流电机的额定转速；
Ie为功率管的额定工作电流；
Sp为无刷直流电机从进入低速重载工况的初始时刻起每单位电气时间周期内无刷直流电机的转速平均值；
并且，Sp的初值设置为0，即Iset和Sp的数值在每电气时间周期更新1次；
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Contract record no.: X2024980018200

Denomination of invention: A brushless DC motor starting current control method and control system

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