CN112578280B - 一种无感电机的堵转测试方法 - Google Patents

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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines

Abstract

本发明公开一种无感电机的堵转测试方法，涉及电机堵转测试技术领域；包括以下步骤：S1、控制无感电机接收启动信号；S2、控制无感电机进入开环启动模式启动直至电机的转子转速达到闭环转速阈值Sp_OpenToClose；S3、控制无感电机进入闭环启动模式启动；S4、控制电机的转子受阻，进入堵转测试模式；S5、实施堵转测试；S6、释放转子，堵转测试完成，无感电机进入闭环启动模式启动。本发明的无感电机的堵转测试方法，填补了无感电机的堵转测试来满足美国标准UL的空白，使得无感电机在堵转测试过程中的温度不会过高并且一旦转子释放，无感电机能够稳定的继续运行，不会出现停机或者卡顿的现象。

Description

一种无感电机的堵转测试方法
技术领域
本发明涉及电机堵转测试技术领域，特别是涉及一种无感电机的堵转测试方法。
背景技术
为了提高安全性和用户信任度，风扇类等电子产品都需要进行认证。认证一般分为安全认证、电磁兼容测试认证、性能测试认证；安全认证又包括防触电测试、热危害测试、材料测试、机械测试等，电磁兼容测试认证包括EMI、EMC等，性能测试认证包括寿命测试、能耗测试、噪声测试等。
不同国家或者地区对同一类产品的认证项目会有所不同，对于同一认证项目的认证标准也会存在不同；比如认证标准分为中国标准(GB)、欧洲标准(EN、CE)、美国标准(UL)等等。
UL认证由全球检测认证机构、标准开发机构美国UL有限责任公司创立，它主要从事产品的安全认证，其最终目的是为市场得到具有相当安全水准的商品，为人身健康和财产安全得到保证做出贡献；但在“UL-507”中第40A项(Locked Rotor Cycling)是对转子的堵转测试要求描述，其中要求到需要对电机进行至少长达18天的堵转测试，并且在测试过程中的温升不能超过最大值限制。
这个堵转的测试是针对有感方案而设定的，堵转测试要求在有感的方案的电机上实现是比较简单的，有感方案的电机由于具有感应器，感应器能实时获取转子的位置，能快速的判断出堵转并且在转子被释放后能够快速启动。但无感方案的电机(以下简称无感电机)由于没有感应器，并不能实时的获取到转子的位置，所以如果在无感电机进行堵转测试，测试过程中停止电机，那么一旦转子被释放，因为不知道转子的位置，因此电机不能够做到即刻启动，从而使电机无法稳定的运行。
发明内容
本发明旨在提供一种无感电机的堵转测试方法，填补了无感电机的堵转测试的方法的空白；本发明采用以下技术方案实现：
一种无感电机的堵转测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、无感电机接收启动信号；
S2、控制无感电机进入开环启动模式启动直至电机的转子转速达到闭环转速阈值Sp_OpenToClose；
S3、控制无感电机进入闭环启动模式启动；
S4、控制电机的转子受阻，进入堵转测试模式；
S5、实施堵转测试；
S6、释放转子，堵转测试完成，无感电机进入闭环启动模式启动。
具体地，步骤S5具体包括，使用改进转矩环驱动转子转动；所谓改进转矩环指的是，在转矩环中控制控制转矩电流的值在Iq_refer±A范围内波动，同时控制转子始终在低速模式下转动。
更具体地，A的取值为20mA。
具体地，步骤S4具体包括，电机的转子受阻，判断转子的转速是否下降到堵转速度阈值Sp_Lock，如果下降到转速度阈值Sp_Lock，则进入堵转测试模式。
具体地，控制转子在低速模式下是通过控制转子进入速度爬坡模式；所述速度爬坡模式指的是，让转子的转速始终低于低速阈值Sp_Low，其中Sp_Low>Sp_Lock。
让转子的转速始终低于低速阈值的具体的做法是：当转子的转速上升低速阈值Sp_Low时，让转子转速降至0后，再控制转子转速上升至低速阈值Sp_Low，如此循环以保证转子的转速始终低于低速阈值Sp_Low。
具体地，使电机的转子受阻的方式包括外加阻力给转子。
具体地，步骤S1中，无感电机接收启动信号，通过所述启动信号来控制电机启动的控制方式包括VSP、PWM、CLOCK、无线中的一种。
具体地，所述转子的转速通过滑膜观测器监测。
本发明的有益技术效果：
本发明的无感电机的堵转测试方法，填补了无感电机的堵转测试来满足美国标准UL的空白，使得无感电机在堵转测试过程中的温度不会过高并且一旦转子释放，无感电机能够稳定的继续运行，不会出现停机或者卡顿的现象。
附图说明
图1是本发明的无感电机的堵转测试方法的流程图；
图2是本发明的无感电机的堵转测试方法的转子转速、电机输入电流的时间曲线。
具体实施方式
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，以下结合实施例对本发明作进一步说明，具体实施例仅限于方便解释本发明的方案内容，本发明保护的内容不限于具体实施例揭示的内容。
结图1、2，本实施例给出了一种无感电机的堵转测试方法，包括以下步骤：
(1)硬件准备：上电，进行硬件校准，具体的校准方式此处不赘述；
(2)控制装置输出电机启动信号给无感电机以控制无感电机启动；其中控制电机启动的控制方式包括但不限于VSP、PWM、CLOCK、无线的方式。
(3)无感电机进入开环启动模式，在开环启动模式下检测转子的转速是否上升到闭环转速阈值Sp_OpenToClose，当达到闭环转速阈值Sp_OpenToClose时，实施下一步；如果没到达闭环转速阈值Sp_OpenToClose，则继续执行本步骤；在开环启动模式下，电机的输入电流呈逐渐上升的趋势；
(4)无感电机进入闭环启动模式，在闭环启动模式下，转子的转速逐渐上升至电机的稳定转速Sp_Normal后，电机以稳定转速Sp_Normal平稳转动；同时，当电机的转速上升至稳定转速Sp_Normal时，电机的输入电流逐渐上升至稳定电流Iq_Normal，之后输入电流一直维持在稳定电流Iq_Normal；
(5)使转子转动受阻以进入堵转测试模式；具体地转子转动受阻的方式可以是但不限于外加阻力给转子；通过判断转子转速是否下降到堵转速度阈值Sp_Lock，当判断电机转速下降到堵转速度阈值Sp_Lock时，执行下一步；
本步骤中，当转子转动受阻，转子转速下降，为了提升转速，输入电流会逐渐增大以提速，但由于电机处于转动受阻状态，转速无法提升，所以当转子转速下降至堵转速度阈值Sp_Lock时，可以判断电机受阻进入堵转测试模式，此时输入电流逐渐下降至Iq_refer，其中Iq_refer为根据电机的具体的型号或者使用者的需要灵活的设定的。其中Sp_Low>Sp_Lock。
(6)电机进入堵转测试模式，使用改进转矩环驱动转子转动，并且实时控制转矩电流的值在Iq_refer±A范围内，同时实时控制转子在低速模式下转动；A也是根据使用者的需要灵活的设定比如A可以是20mA。
本步骤中，如果要按照常规操作的情况下，在堵转后，电机的输入电流会持续增加，以增加力矩，尝试将速度提升至目标速度，那么随着电流的飙升，电机的mos的温度也会随之飙升，但是堵转测试需要连续测试18天以上，所以在输入电流上需要做控制，不能让输入电流值过大。本实施例的堵转测试方法中，在堵转测试模式中使转矩环中的转矩电流始终稳定在Iq_refer±A范围内，能解决堵转过程中电机温升过大的问题，稳定电流的输出能在一定程度上控制电机的MOS和板载的功耗和温升。
在本步骤中，转子转速的监控是使用滑膜观测器进行实施检测；本实施例中，实时控制转子在低速模式下转动指的是电机的速度控制进入速度爬坡模式，在速度爬坡模式下，让转子的转速始终低于低速阈值Sp_Low，具体地，当转子的转速上升Sp_Low时，让转子转速降至0后，再控制转子转速上升至低速阈值Sp_Low，如此循环，保证在堵转测试期间，电机不断的进行堵转重试，从而能够保证一旦堵转释放后，电机能够立刻回到正常的模式下进行启动，不会出现停机或者卡顿的现象；
(7)到达堵转测试时间T(本实施例中，根据美国标准UL，T为18天)，释放转子，转子先进入开环启动以让转子转速达到闭环转速阈值Sp_OpenToClose，此时表示电机退出堵转测试模式；之后电机直接进入正常的闭环启动模式启动。
本发明的无感电机的堵转测试方法，填补了无感电机的堵转测试来满足美国标准UL的空白，使得无感电机在堵转测试过程中的温度不会过高并且一旦转子释放，无感电机能够稳定的继续运行，不会出现停机或者卡顿的现象。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，不经创造性所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无感电机的堵转测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、无感电机接收启动信号；
S2、控制无感电机进入开环启动模式进行启动，直至电机的转子转速达到闭环转速阈值Sp_OpenToClose后执行下一步；
S3、控制无感电机进入闭环启动模式进行启动；
S4、控制电机的转子受阻，进入堵转测试模式；
S5、实施堵转测试；步骤S5具体包括，使用改进转矩环驱动转子转动；所谓改进转矩环指的是，在转矩环中控制控制转矩电流的值在Iq_refer±A范围内波动，同时控制转子始终在低速模式下转动，Iq_refer表示进入到堵转测试模式时的输入电流阈值，A表示常数；
S6、释放转子，堵转测试完成，无感电机进入闭环启动模式启动。
2.根据权利要求1所述的堵转测试方法，其特征在于，A的取值为20mA。
3.根据权利要求1所述的堵转测试方法，其特征在于，步骤S4具体包括，电机的转子受阻，判断转子的转速是否下降到堵转速度阈值Sp_Lock，如果下降到转速度阈值Sp_Lock，则进入堵转测试模式。
4.根据权利要求3所述的堵转测试方法，其特征在于，控制转子在低速模式下是通过控制转子进入速度爬坡模式；所述速度爬坡模式指的是，让转子的转速始终低于低速阈值Sp_Low，其中Sp_Low>Sp_Lock。
5.根据权利要求4所述的堵转测试方法，其特征在于，在速度爬坡模式中，让转子的转速始终低于低速阈值的具体的做法是：当转子的转速上升低速阈值Sp_Low时，让转子转速降至0后，再控制转子转速上升至低速阈值Sp_Low，如此循环以保证转子的转速始终低于低速阈值Sp_Low。
6.根据权利要求3所述的堵转测试方法，其特征在于，使电机的转子受阻的方式包括外加阻力给转子。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的堵转测试方法，其特征在于，步骤S1中，无感电机接收启动信号，通过所述启动信号来控制电机启动的控制方式包括VSP、PWM、CLOCK、无线中的一种。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的堵转测试方法，其特征在于，所述转子的转速通过滑模 观测器监测。
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