[發明專利]一種單相無刷直流電機的驅動控制系統的控制方法

在審

• 申請號: 201410245698.3
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN104009681A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 肖陽作
• 申請（專利權）人: 惠州市藍微電子有限公司
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本發明涉及一種電機的驅動控制方法，具體涉及一種單相無刷直流電機的驅動控制系統的控制方法。

背景技術

無刷直流電機中單相BLDC（無刷直流電機）由于其相數最少，電氣系統相對簡單，所需驅動控制電路成本小，在電動工具、風機、吸塵器等領域得到較為廣泛的應用。目前，通常的單相BLDC驅動控制采用H橋-PWM驅動控制方式，在霍爾半周期內，以PWM驅動H橋功率器件勵磁電機繞組，適當調節PWM占空比以控制電機轉速。由于在整個霍爾半周期內繞組持續以PWM勵磁，效率不是很高，特別是在轉速較高的應用中，較大的占空比和較長時間勵磁電機繞組易導致磁芯渦流損耗增大、電機繞組過度勵磁發熱，整個電機溫升過大，從而使電機性能和使用壽命都受到很大影響。

發明內容

針對上述現有技術，本發明要解決的技術問題是：提供一種可實時監控調電機轉速并依據電機轉速調整電機繞組勵磁時間的驅動控制方法，改善磁芯渦流損耗較大、電機繞組過度勵磁發熱等問題。

為了解決上述問題，一種單相無刷直流電機的驅動控制系統的控制方法，所述系統包括用于系統供電的直流電源模塊、控制模塊、與所述控制模塊信號連接的功率驅動電橋模塊和信號采樣模塊、用于預設電機轉速的轉速調節模塊，所述方法包括：

S1.?系統上電；

S2.?調節轉速調節模塊，預設期望電機轉速Ve；

S3.?控制模塊對相關信號進行采樣并計算實際電機轉速Vr；

S4.?比較實際電機轉速Vr和期望電機轉速Ve，若實際電機轉速Vr低于期望電機轉速Ve則增加電機繞組勵磁時間，否則減小電機繞組勵磁時間。

優選的，所述實際電機轉速Vr根據信號采樣模塊中所包含的霍爾傳感器與無刷直流電機耦合連接測得的轉子位置，通過控制模塊計算得到。

優選的，該方法中還包括一提前于霍爾信號的信號反轉時間點的提前勵磁時間。提前勵磁的作用是為了提高電機轉速，使得電機能夠高速旋轉。

優選的，所述提前勵磁時間根據電機轉速調整。

優選的，所述任意一個霍爾電信號的半周期內包括兩個或兩個以上的電機繞組勵磁時間段，以及兩個或兩個以上的電機繞組續流時間段。

優選的，所述任意一個霍爾電信號的半周期內，電機繞組勵磁時間和續流時間均隨轉速的變化實時變化。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

一、避免霍爾半周期內出現較大的占空比和長時間勵磁電機繞組，避免電機繞組過熱和磁芯渦流損耗導致的電機使用壽命減少。

二、實現實時監控電機運轉信號，實時控制電機轉速，實現較高的電機轉速要求。

三、根據需求調節電機轉速。

附圖說明

圖1?為本發明實施的驅動控制系統電路圖。

圖2?為本發明實施的控制方法流程圖。

圖3?為本發明實施的驅動控制時序圖。

具體實施方式

為了讓本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖對本發明作進一步闡述。

本發明具體實施的電路圖如圖1所示，一種單相無刷直流電機的驅動控制系統包括用于系統供電的直流電源模塊、控制模塊、與所述控制模塊信號連接的功率驅動電橋模塊和信號采樣模塊、用于預設電機轉速的轉速調節模塊。

本發明具體實施的一種單相無刷直流電機的驅動控制系統的控制方法，其具體流程如圖2所示，該方法包括：

S1.?系統上電。

圖1中，直流電源模塊1，用于為系統中的各個電路模塊提供直流電源。

S2.?調節轉速調節模塊10，預設期望電機轉速Ve。

圖1中，控制模塊2，電源端與直流供電模塊1電氣連接，輸出端與功率驅動電橋模塊5電氣連接，用于產生控制信號控制所述功率驅動電橋模塊5動作。轉速調節模塊10的信號輸出端與控制模塊2的第二輸入端I2電氣連接。

通過調節轉速調節模塊10，利用控制模塊2計算出所需的期望電機轉速Ve。在本實施例中，轉速調節模塊10為滑動變阻器，通過對接入電阻的阻值進行調節，從而達到所需轉速的要求。

S3.?控制器對相關信號進行采樣并計算實際電機轉速Vr。

圖1中，驅動電橋5，由第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4構成電橋電路，上橋臂與直流電源模塊1連接，驅動電橋5用于驅動電機動作。

信號采樣模塊，包括霍爾信號采樣模塊6，電流采樣模塊7、溫度采樣模塊8以及電壓采樣模塊9。