CN108448950B - 一种基于双无刷电机控制电动门的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于双无刷电机控制电动门的方法，用以解决双无刷电机在控制电动门开启和关闭运行的过程中因为输出扭矩产生抵抗力导致双电机的双倍动力被抵消的问题，本方法包括步骤：S1：接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；S2：根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，分别对应控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；S3：结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。采用本方法实现了双无刷电机的同步换向，从而实现了双电机输出双倍电机动力的目的，提高了双电机控制电动门的效率以及安全性。

Description

一种基于双无刷电机控制电动门的方法及系统

技术领域

本发明涉及电动门控制领域，尤其涉及一种基于双无刷电机控制电动门的方法及系统。

背景技术

目前的电动门一般会选择单个交流电机来接收开门和关门信号，并根据开门和关门信号进行旋转来控制门的开启和关闭，然而当电动门的门体重量极大的时候，由于门体重量较大，单个交流电机来控制门的移动时门体和传送带驱动连接的部位由于受力较大，与导轨产生较大摩擦，导致门体运行不稳定，对电机伤害较大，其门体体积大，皮带控制范围较大，导致皮带较长，容易导致皮带下垂磨损，降低实用寿命，其检修也很不方便。

现有技术中针对该问题有提出利用双交流电机来进行体积大重量的电动门的控制，有刷直流电机的换向一直是通过石墨电刷与安装在转子上的环形换向器相接触来实现的，其换向精确度不高，噪声大，维护麻烦，生命较短。并且交流电机需要提供较大的电压才能运行，其双交流电机控制电动门的安全性需要进行提高。

综上所述，需要设计一种安全性高的双电机控制电动门的方法及系统来解决控制体积较大质量较大的门的开启和关闭的问题。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明提供了一种基于双无刷电机提供双倍电机动力的电动门的控制方法及系统。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于双无刷电机控制电动门的方法，包括步骤：

S1：接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；

S2：根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，分别对应控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

S3：结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

进一步地，步骤S1包括：

S11：上电初始化控制系统；

S12：判断电动门是否有开启和关闭信号；

S13：若有，按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭；

S14：在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号。

进一步地，步骤S2包括：

S21：结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

S22：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转。

进一步地，步骤S22包括：

S221：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

S222：按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式；并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转。

进一步地，步骤S3包括：

S31：将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

S32：根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。

一种基于双无刷电机控制电动门的系统，包括：

接收位置信息模块，用于接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；

控制无刷电机运转模块，用于根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，分别对应控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

控制开启关闭模块，用于结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

进一步地，接收位置信息模块包括：

初始化单元，用于上电初始化控制系统；

判断信号单元，用于判断电动门是否有开启和关闭信号；

控制开关单元，用于当电动门有开启和关闭信号时，按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭。

接收位置单元，用于在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号；

进一步地，控制无刷电机运转模块包括：

调用控制方式单元，用于结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

控制无刷电机运转单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转。

进一步地，控制无刷电机运转单元包括：

第一无刷电机控制单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

第二无刷电机控制单元，用于按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式，并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转。

进一步地，控制开启关闭模块包括：

状态结合单元，用于将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

控制开启关闭单元，用于根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。

本发明的有益效果为：

(1)通过设置不同的控制方式分别控制设置在电动门两侧的无刷电机，达到了设置在电动门两侧的无刷电机的同步控制以及双倍电机动力叠加的目的，避免了第一电机需要换向时产生的扭矩通过皮带传达到第二电机，导致第二电机产生抵抗第一电机扭矩的力，抵消了双电机提供了双倍动力的问题，保证了双电机的输出效率。

(2)本发明中的电机选用的是无刷电机，无刷电机通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使控制电路能够获知电机相位换向的准确时间。由于无刷电机没有电刷，也没有相关接口，运转起来更干净，噪声更小，无需维护，寿命更长。

附图说明

图1为本基于双无刷电机控制电动门的方法流程图一；

图2为无刷电机的控制原理图；

图3为电机电流从A相流入B相流出，且C相悬空时电机内磁场的矢量方向；

图4为电机电流从A相、B相流入，C相流出时电机内磁场的矢量方向；

图5为第一无刷电机的采用第一无刷电机控制方式时的磁场旋转角度；

图6为第二无刷电机的采用第二无刷电机控制方式时的磁场旋转角度；

图7为本基于双无刷电机控制电动门的方法流程图二；

图8为本基于双无刷电机控制电动门的系统结构图一；

图9为本基于双无刷电机控制电动门的系统结构图二。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

本实施例提供了一种基于双无刷电机控制电动门的方法，用以解决双电机控制电动门的开启和关闭时会产生扭矩抵消双倍电机动力输出效果的问题，如图1至图7所示：

本方法，包括步骤：

S1：接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；

S2：根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，分别对应控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

S3：结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

进一步地，步骤S1包括：

S11：上电初始化控制系统；

S12：判断电动门是否有开启和关闭信号；

S13：若有，按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭；

S14：在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号。

进一步地，步骤S2包括：

S21：结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

S22：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转。

进一步地，步骤S22包括：

S221：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

S222：按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式；并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转。

进一步地，步骤S3包括：

S31：将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

S32：根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。

本实施例中提供的控制电动门的电机为无刷电机，所述无刷电机利用霍尔传感器来接收位置信号，根据接收的位置信号来进行电机的旋转控制，本实施例中提供的双无刷电机的控制原理如图2所示：

D5、D4、D3、D2、D1、D0为控制输出，无刷电机内通过控制MOS管来选择导通或关闭；其中HA、HB、HC为霍尔位置输入；A相、B相、C相、为电机的相线。

当需要电机电流从A相流入B相流出且C相悬空时，控制输出D5..0＝010001；

当需要电机电流从A相、B相流入，且C相流出时，控制输出D5..0＝100011；

当电机电流从A相流入，B相流出，且C相悬空时将会在电机内产生一个确定的磁场，其方向是：矢量AO+矢量OB＝矢量AB；矢量AB方向上等效于矢量E如图3。

当电机电流从A相、B相流入，C相流出时，电机内的磁场方向E与C相方向相同，如图4。

本实施例中提供的无刷电机的两种控制方式为：

其中(+)＝流入相电流；(-)＝流出相电流；()＝相悬空。

第一无刷电机的控制方式为：

当第一无刷电机的各相依次以：

A(+)B(-)C()–>A(+)C(-)B()–>B(+)C(-)A()–>B(+)A(-)C()–>C(+)A(-)B()–>C(+)B(-)A()–>导通时，在电机内产生依次以E-AB,E-AC,E-BC,E-BA,E-CA,E-CB逆时针旋转磁场，间隔为60°见图5。

第二无刷电机的控制方式为：

当第二无刷电机的各相依次为：

A(+)B(-)C(-)–>A(+)B(+)C(-)–>A(-)B(+)C(-)–>A(-)B(+)C(+)–>A(-)B(-)C(+)–>A(+)B(-)C(+)–>导通时，在电机内产生依次以E-A-BC,E-AB-C,E-B-AC,E-BC-A,E-C-AB,E-AC-B,逆时针旋转磁场，间隔为60°见图6。

根据上述解释和附图，其中第一无刷电机的控制方式和第二无刷电机的控制方式之间差了30°。

即本实施例中第一无刷电机采用第一无刷电机控制方式，第二无刷电机采用第二无刷电机控制方式，当第一无刷电机换向时，第二无刷电机由于控制方式为第二无刷电机控制方式，控制第二无刷电机提前30°换向；

采用本实施例，可以实现第一无刷电机和第二无刷电机错开了换向角度，避开了第二无刷电机由于第一无刷电机换向扭矩力而需要的抵抗力，保证了第一无刷电机和第二无刷电机在使用过程中的双倍动力的输出，提高了输出效率，以及安全性。

实施例二

本实施例提供了一种基于双无刷电机控制电动门的系统，用以解决现有技术中的问题，如图8至图9，本实施例提供的系统包括：

接收位置信息模块，用于接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；本实施例中提供的接收位置信息模块是利用霍尔传感器来获取电动门在开启和关闭过程中的位置信息，霍尔传感器在接收到位置信息后发送至无刷电机内，控制无刷电机运转模块；

控制无刷电机运转模块，用于根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

控制开启关闭模块，用于结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

进一步地，接收位置信息模块包括：

初始化单元，用于上电初始化控制系统；

判断信号单元，用于判断电动门是否有开启和关闭信号；

控制开关单元，用于当电泳门有开启和关闭信号时，分别对应按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭。

接收位置单元，用于在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号；

进一步地，控制无刷电机运转模块包括：

调用控制方式单元，用于结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

控制无刷电机运转单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转。

进一步地，控制无刷电机运转单元包括：

第一无刷电机控制单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

第二无刷电机控制单元，用于按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式，并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转。

进一步地，控制开启关闭模块包括：

状态结合单元，用于将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

控制开启关闭单元，用于根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。

本实施例提供的一种基于无刷电机控制电动门的系统能够针对设置在电动门两侧的无刷电机采用不同的控制方式，实现不同角度的电机运转，从而保证了双电机的双倍动力输出，并且本实施例中提供的系统中运用的电机采用的是无刷电机，通过霍尔传感器把转子位置反馈回控制电路，使控制电路能够获知电机相位换向的准确时间。由于无刷电机没有电刷，也没有相关接口，运转起来更干净，噪声更小，无需维护，寿命更长。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种基于双无刷电机控制电动门的方法，其特征在于，包括步骤：

S1：接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；

S2：根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，分别对应控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

所述S2包括有S21：结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

S22：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转；

所述S22包括有S221：采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

S222：按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式；并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转，当第一无刷电机换向时，第二无刷电机由于控制方式为第二无刷电机控制方式，控制第二无刷电机提前30°换向；

S3：结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的一种基于双无刷电机控制电动门的方法，其特征在于，步骤S1包括：

S11：上电初始化控制系统；

S12：判断电动门是否有开启和关闭信号；

S13：若有，按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭；

S14：在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于双无刷电机控制电动门的方法，其特征在于，步骤S3包括：

S31：将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

S32：根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。

4.一种基于双无刷电机控制电动门的系统，其特征在于，采用权利要求1所述的一种基于双无刷电机控制电动门的方法，所述系统包括：

接收位置信息模块，用于接收电动门在开启和关闭过程中的位置信息；

控制无刷电机运转模块，用于根据接收的电动门位置信息结合预设控制无刷电机方式，控制设置在电动门两侧的第一无刷电机和第二无刷电机运转；

控制开启关闭模块，用于结合第一无刷电机和第二无刷电机的运转控制电动门的开启和关闭。

5.根据权利要求4所述的一种基于双无刷电机控制电动门的系统，其特征在于，接收位置信息模块包括：

初始化单元，用于上电初始化控制系统；

判断信号单元，用于判断电动门是否有开启和关闭信号；

控制开关单元，用于当电泳门有开启和关闭信号时，分别对应按照预设开启和关闭流程控制电动门的开启和关闭；

接收位置单元，用于在电动门开启和关闭过程中，接收设置在电动门上的霍尔传感器发送的电动门的位置信号。

6.根据权利要求4所述的一种基于双无刷电机控制电动门的系统，其特征在于，控制无刷电机运转模块包括：

调用控制方式单元，用于结合接收的电动门的位置信号，调用对应的预设控制无刷电机方式；

控制无刷电机运转单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转同时采用第二预设控制方式控制第二无刷电机运转。

7.根据权利要求4所述的一种基于双无刷电机控制电动门的系统，其特征在于，控制无刷电机运转单元包括：

第一无刷电机控制单元，用于采用第一预设控制方式控制第一无刷电机运转，并通过预设通讯线将第一预设控制方式信号以及第一无刷电机当前的运转状态发送至第二无刷电机；

第二无刷电机控制单元，用于按照接收的控制第一无刷电机的第一预设控制方式信号和第一无刷电机的运转状态调用对应的第二预设控制方式，并按照第二预设控制方式控制第二无刷电机进行运转。

8.根据权利要求4所述的一种基于双无刷电机控制电动门的系统，其特征在于，控制开启关闭模块包括：

状态结合单元，用于将第一无刷电机和第二无刷电机的运转状态进行结合；

控制开启关闭单元，用于根据结合后的无刷电机运转状态，控制电动门的开启和关闭。