[發明專利]一種直流電機的速度控制方法

有效

• 申請號: 201610958751.3
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106655925B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 侯潤石;吳勇健
• 申請（專利權）人: 杭州凱爾達電焊機有限公司
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29;H02P23/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新;王之懷

本發明涉及一種直流電機的速度控制方法。目的是提供的方法能夠精確地控制直流電機的轉速。技術方案是：一種直流電機的轉速控制方法，該轉速控制方法包括以下步驟：1)計算出驅動電壓的脈寬值并輸出指令到脈沖發生器；2)脈沖發生器根據指令輸出高頻脈沖的驅動電壓，經功率電路放大后驅動直流電機轉動；3)高頻脈沖保持一段時間后停止，直流電機進入續流狀態；4)電樞電流為零期間，采樣電路采集感應電壓的電壓值至少一次，采樣結果與預設轉速對應的電壓值相比較，比較結果輸出到主控制器；5)計算出高頻脈沖的脈寬值，輸出指令到脈沖發生器；6)重復步驟2)～5)，直到直流電機工作完成。

技術領域

本發明涉及直流電機技術領域，尤其涉及一種直流電機的速度控制方法。

背景技術

焊接設備中，送絲系統的穩定性直接影響焊接電流的穩定和熔滴過渡過程,從而影響焊縫成形和焊接質量，因此,實際使用過程中會對送絲系統的直流電機進行調速，保證焊接過程的穩定。

送絲系統的直流電機工作時，在供電電源切斷期間，直流電機會產生感應電動勢，且該感應電動勢與直流電機的轉速成線性關系，因此，準確地采樣直流電機的感應電動勢，作為直流電機旋轉速度的反饋量，依據此反饋量即可對直流電機的旋轉速度進行調整。

在傅強等人的“基于感應電壓負反饋的數字化送絲系統”(焊接學報，2010年8月，第31卷第8期)中提到，如圖1所示，在t_d～T時間段內(取T時刻超前5s時進行采樣,精度較高),完成感應電壓的采樣。該系統通過采樣電流為零期間的電樞感應電壓并控制感應電壓恒定，由于感應電壓與旋轉頻率成正比,從而保證旋轉頻率恒定不變，從而實現送絲速度的穩定。

在中國發明專利“送絲調速方法和送絲調速系統”(200610073317.3)中提到，如圖2所示，t_d為送絲電機電樞繞組儲存能量釋放時間，在此時間段，送絲電機兩端的電壓接近于零，理論上，在采樣時，應避免采樣值包括此時間段的電壓。t_e時間段為送絲電機的感應電動勢段，理論上，反饋采樣在此時間段內進行。

由于電機本身和線路中存在電感，關閉PWM后電流有續流的過程，一般續流的時間大約在50us-150us左右的時間，所以上述兩類傳統的PWM控制方式的PWM頻率最大限制在3K左右。而人的聽覺對1K-3K左右的頻率產生的高頻噪音非常敏感，所以傳統控制方法通常采用控制頻率在100HZ左右，而在此頻率下，電機產生的噪音雖然沒有高頻尖銳的聲音，但其非常沉悶，另外頻率過低也降低了控制精度。因此，需要對現有的控制方法進行改進。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服上述背景技術的不足，提供一種直流電機的速度控制方法，能夠精確地控制直流電機的轉速，還能有效降低電機的噪音，使電機在工作時保持在較好的狀態。

本發明采用的技術方案是：一種直流電機的轉速控制方法，其特征在于，該轉速控制方法包括以下步驟：

1)主控制器根據直流電機的預設轉速，計算出驅動電壓的脈寬值并輸出指令到脈沖發生器；

2)脈沖發生器根據指令輸出高頻脈沖的驅動電壓，經功率電路放大后驅動直流電機轉動；

3)高頻脈沖保持一段時間后停止，直流電機進入續流狀態，此時電樞兩端的電壓為驅動電壓，電壓值為零；當電樞電流降低到零時續流結束，此時電樞兩端的電壓為電樞的感應電壓，該感應電壓的電壓值與轉速成正比；

4)電樞電流為零期間，采樣電路采集感應電壓的電壓值至少一次，采樣結果與預設轉速對應的電壓值相比較，比較結果輸出到主控制器；

5)主控制器根據比較結果，計算出高頻脈沖的脈寬值，輸出指令到脈沖發生器；

6)重復步驟2)～5)，直到直流電機工作完成。