[發(fā)明專利]直流無(wú)刷電機(jī)反充電式電子制動(dòng)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810056725.7
• 申請(qǐng)日: 2008-01-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101494432A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李成榮;陳曉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): H02P6/24
• 分類號(hào): H02P6/24
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及直流無(wú)刷電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種直流無(wú)刷電機(jī)反充電式電子制動(dòng)方法。

背景技術(shù)

直流無(wú)刷電機(jī)的運(yùn)行需要一個(gè)配套的控制器。目前控制器在制動(dòng)時(shí)有四種方法：一是簡(jiǎn)單地切斷電源，二是切斷電源加機(jī)械制動(dòng)，三是能耗制動(dòng)，四是反接制動(dòng)。

上述四種方法分別具有以下不足之處：

第一、簡(jiǎn)單地切斷電源。電機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)，有很大的動(dòng)能，因此采用切斷電源方法電機(jī)要很長(zhǎng)時(shí)間才能停下來(lái)，可能造成危險(xiǎn)。

第二、切斷電源加機(jī)械制動(dòng)。切斷電源如第一種方法所述，機(jī)械制動(dòng)效果固然好，但制動(dòng)部件會(huì)磨損，需要經(jīng)常換。

第三，能耗制動(dòng)。能耗制動(dòng)指的是把電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)通過(guò)閉合回路產(chǎn)生電流，讓動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能后通過(guò)功率管及電阻以發(fā)熱形式消耗掉，這屬于電子制動(dòng)，但缺點(diǎn)是沒(méi)有利用電機(jī)動(dòng)能，并且容易造成功率管過(guò)熱燒毀。

第四，反接制動(dòng)。反接制動(dòng)指的是電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)則加反轉(zhuǎn)的電壓，反轉(zhuǎn)時(shí)則加正向的電壓，這種方法屬于電子制動(dòng)，但缺點(diǎn)是不但沒(méi)有利用電機(jī)動(dòng)能，反而需要電源輸出功率。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種直流無(wú)刷電機(jī)反充電式電子制動(dòng)方法，以克服機(jī)械制動(dòng)造成機(jī)械部件的損傷，并對(duì)電機(jī)的動(dòng)能進(jìn)行回收利用，減小功率管的發(fā)熱，提高能源利用效率。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種直流無(wú)刷電機(jī)反充電式電子制動(dòng)方法，該方法應(yīng)用于至少包含主控單元、制動(dòng)子單元、脈寬調(diào)整子單元和調(diào)制中斷單元的直流無(wú)刷電機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)，該方法包括：

未接收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，該單片機(jī)控制系統(tǒng)的主控單元、脈寬調(diào)整子單元、調(diào)制中斷單元執(zhí)行正常操作，制動(dòng)子單元不工作；

在接收到制動(dòng)信號(hào)時(shí)，主控單元周期調(diào)用制動(dòng)子單元和脈寬調(diào)整子單元，系統(tǒng)在周期中斷條件下觸發(fā)調(diào)制中斷單元；制動(dòng)子單元根據(jù)電機(jī)速度計(jì)算期望脈寬調(diào)制信號(hào)值，脈寬調(diào)整子單元在滿足不超過(guò)允許電流電壓范圍前提下根據(jù)期望脈寬調(diào)制信號(hào)值調(diào)整實(shí)際輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)值，調(diào)制中斷單元判斷直流無(wú)刷電機(jī)的霍爾信號(hào)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化，則計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速，并將計(jì)算的電機(jī)轉(zhuǎn)速保存為全局變量，供制動(dòng)子單元使用，并進(jìn)行譯碼調(diào)制；如果沒(méi)有發(fā)生變化，則直接輸出脈寬調(diào)制信號(hào)給電機(jī)控制器，經(jīng)實(shí)際脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)制后輸出給電機(jī)控制器的三相橋路，進(jìn)而控制電機(jī)的電樞電流，實(shí)現(xiàn)直流無(wú)刷電機(jī)的反充電式電子制動(dòng)。

優(yōu)選地，所述進(jìn)行譯碼調(diào)制的過(guò)程包括：調(diào)制中斷單元判斷制動(dòng)標(biāo)志位是否為假，如果制動(dòng)標(biāo)志位為假，則進(jìn)行正常譯碼調(diào)制，結(jié)束；否則，如果制動(dòng)標(biāo)志位為真，進(jìn)行制動(dòng)邏輯譯碼調(diào)制，上管關(guān)閉，下管脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)制，輸出的邏輯信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制信號(hào)調(diào)制后輸出給電機(jī)控制器，通過(guò)三相橋路控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)直流無(wú)刷電機(jī)的反充電式電子制動(dòng)。

優(yōu)選地，所述制動(dòng)邏輯譯碼調(diào)制進(jìn)一步具有同步整流功能：上管全部關(guān)閉，一個(gè)下管調(diào)制，一個(gè)下管開(kāi)通，調(diào)制的下管所處橋臂位置與正常運(yùn)行時(shí)譯碼邏輯的上管所在橋臂位置相同，開(kāi)通的下管位置即是正常運(yùn)行時(shí)譯碼邏輯的下管所在位置，其他下管關(guān)閉。

優(yōu)選地，所述單片機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)用主控單元、制動(dòng)子單元和脈寬調(diào)整子單元執(zhí)行的操作包括：主控單元首先初始化相關(guān)外設(shè)，設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)定變量的初始值；隨后進(jìn)入周期循環(huán)，一個(gè)周期查詢信號(hào)觸發(fā)一次周期循環(huán)，在周期循環(huán)體中，主控單元根據(jù)輸入的制動(dòng)信號(hào)電平設(shè)置制動(dòng)標(biāo)志位，并判斷制動(dòng)標(biāo)志位是否為假，如果制動(dòng)標(biāo)志位為假，則觸發(fā)正常操作，結(jié)束；否則，如果制動(dòng)標(biāo)志位為真，則觸發(fā)制動(dòng)子單元；該正常操作或制動(dòng)子單元得到期望的脈寬調(diào)制信號(hào)值，將輸出給脈寬調(diào)整子單元；脈寬調(diào)整子單元根據(jù)接收的期望的脈寬調(diào)制信號(hào)值調(diào)整實(shí)際輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)值；在脈寬調(diào)整子單元執(zhí)行完畢后，主控單元完成本次循環(huán)操作，等待下一個(gè)周期查詢信號(hào)以執(zhí)行新一輪循環(huán)，直到系統(tǒng)停機(jī)為止。

優(yōu)選地，所述脈寬調(diào)整子單元根據(jù)接收的期望的脈寬調(diào)制信號(hào)值調(diào)整實(shí)際輸出的脈寬調(diào)制信號(hào)值的過(guò)程包括：脈寬調(diào)整子單元接收到正常操作或制動(dòng)子單元輸入的期望的脈寬調(diào)制信號(hào)值，首先判斷反充電制動(dòng)標(biāo)志位是否為真；