[發明專利]一種直流無刷電機的有源制動控制方法和系統

有效

• 申請號: 201110327336.5
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103078574A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 傅宇晨;裴海臣;劉儀
• 申請（專利權）人: 深圳萬訊自控股份有限公司
• 主分類號: H02P6/24
• 分類號: H02P6/24
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 蔡曉紅

技術領域

本發明涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種直流無刷電機的有源制動控制方法和系統。

背景技術

隨著直流無刷電機在電動執行器中的廣泛應用。直流無刷電機因具有靈活的制動特性，逐漸取代了傳統電動執行器的機械自鎖功能。

而直流無刷電機的制動可分為有源制動和無源制動兩種。無源制動則是通過讓三相驅動橋的上橋壁(下橋壁)全部打開，同時下橋壁(上橋壁)全部關斷，使直流無刷電機的A、B、C三相繞組短接，從而使直流無刷電機自身產生一個能耗制動。傳統的有源制動通常是讓直流無刷電機固定的兩相或三相繞組通一固定的電流，從而產生一個制動力矩。

這兩種制動方式存在以下的缺點：

1.無源制動因直流無刷電機繞組中沒有通電，三相繞組短接后產生的制動力有限，當負載的拉力過大后，直流無刷電機就會被負載拉動，造成制動失敗；

2.傳統的有源制動為保證足夠的制動力，驅動器通過的制動電流過大，造成制動功耗過大；

3.傳統的有源制動因采用固定一對驅動橋導通，易造成長期通電的橋壁老化損壞，從而造成驅動器故障；

4.傳統的有源制動因采用固定的兩相直流無刷電機繞組通電，且通電電流較大，易造成直流無刷電機發熱損壞，從而造成直流無刷電機故障。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述無源制動時制動力有限、或傳統有源制動時的制動電流過大而導致的驅動器和直流無刷電機故障率增加的缺陷，提供一種能克服上述缺陷的直流無刷電機的有源制動控制方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種直流無刷電機的有源制動控制方法，所述直流無刷電機由三相六橋的驅動器在控制器的控制下進行驅動，在接收到制動命令后，控制器通過判斷直流無刷電機的驅動方向是否與負載拉力方向相反，及直流無刷電機的驅動力是否與負載拉力平衡，實時改變直流無刷電機的驅動方向及調整輸出至驅動器的PWM占空比的大小，直至直流無刷電機實現制動。

在本發明所述的直流無刷電機的有源制動控制方法中，在接收到制動命令后，進行以下步驟：

S1.將輸出給驅動器的PWM占空比清零；

S2.判斷直流無刷電機的轉子是否停止，若是，則進行步驟S9；若否，則進行步驟S3；

S3.讀取直流無刷電機的當前霍爾狀態值；

S4.根據所述當前霍爾狀態值判斷直流無刷電機的轉子的實際運行方向與制動方向是否一致，若是，則進行步驟S6；若否，則進行步驟S5；

S5.將當前PWM占空比增加第一預設值，然后進行步驟S2；

S6.判斷當前PWM占空比是否為零，若是，則進行步驟S8；若否，則進行步驟S7；

S7.將當前PWM占空比減少第二預設值，然后進行步驟S2；

S8.將當前制動方向取反，然后進行步驟S2；

S9.直流無刷電機制動。

在本發明所述的直流無刷電機的有源制動控制方法中，在所述步驟S4中，根據所述當前霍爾狀態值、前一霍爾狀態值及預設的直流無刷電機的驅動換相表判斷直流無刷電機的轉子的實際運行方向與制動方向是否一致。

本發明還構造一種直流無刷電機的有源制動控制系統，包括控制器和三相六橋的驅動器，在接收到制動命令后，控制器通過判斷直流無刷電機的驅動方向是否與負載拉力方向相反，及直流無刷電機的驅動力是否與負載拉力平衡，實時改變直流無刷電機的驅動方向及調整輸出至驅動器的PWM占空比的大小，直至直流無刷電機實現制動。

在本發明所述的直流無刷電機的有源制動控制系統中，所述控制器包括：

占空比清零單元，用于將輸出給驅動器的PWM占空比清零；

轉子停止判斷單元，用于判斷直流無刷電機的轉子是否停止；

霍爾狀態讀取單元，用于在直流無刷電機的轉子無停止時，讀取直流無刷電機的當前霍爾狀態值；

方向判斷單元，用于根據所述當前霍爾狀態值判斷直流無刷電機的轉子的實際運行方向與制動方向是否一致；

占空比增加單元，用于在直流無刷電機的轉子的實際運行方向與制動方向不一致時，將當前PWM占空比增加第一預設值；

占空比判斷單元，用于在直流無刷電機的轉子的實際運行方向與制動方向一致時，判斷當前PWM占空比是否為零；

占空比減少單元，用于在當前PWM占空比不為零時，將當前PWM占空比減少第二預設值；

制動方向取反單元，用于在當前PWM占空比為零時，將當前制動方向取反。