[發(fā)明專利]外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810801165.7
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109098998A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余世芝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海肖可雷電子科技有限公司
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 馬旸

本發(fā)明提出了一種外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法，包括如下步驟：檢測無刷直流電機初始狀態(tài)，獲得初始狀態(tài)的采樣電流；根據(jù)采樣電流判斷電機的換相順序和時間，判斷電機的初始狀態(tài)為順風(fēng)狀態(tài)、逆風(fēng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)；根據(jù)風(fēng)機初始狀態(tài)采取不同的啟動控制方式，保證風(fēng)機在順風(fēng)、逆風(fēng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)下穩(wěn)定啟動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機控制技術(shù)，尤其涉及一種外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法。

背景技術(shù)

無刷直流電機因其沒有換向器和電刷構(gòu)成的機械接觸裝置，降低了電機制造和維護成本，增加了電機的壽命。無換向火花使其適用于各種環(huán)境且電機采用封閉式結(jié)構(gòu)，不用擔(dān)心粉塵進入電機，安全性高。同時無刷直流電機具有大轉(zhuǎn)矩、速度范圍高、效率高、過載能力強、體積小等優(yōu)點。因此，無刷直流電機在各行各業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。無刷直流電機的位置信號由位置傳感器或軟件位置檢測技術(shù)提供，考慮到成本和環(huán)境等因素，大多數(shù)采用無位置傳感器檢測技術(shù)提供電機位置信號。

由軟件位置檢測技術(shù)提供位置信號的無刷直流電機，其運行過程分為開環(huán)啟動和速度閉環(huán)控制兩個過程。開環(huán)分為定位(直流勵磁)階段、強拖階段，定位階段給電機通直流電(Id_start)，電機因直流電的作用固定在“零點”位置，之后進入強拖階段，強制加入旋轉(zhuǎn)磁場(ω)，使轉(zhuǎn)子跟隨該旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)，達到設(shè)定的最低初始速度時，切入閉環(huán)控制。閉環(huán)控制中，電機配合位置信號運行，而開環(huán)電機的轉(zhuǎn)動和位置信號無關(guān)。故而，無刷直流電機的開環(huán)啟動很重要，定位階段若電機無法定位，電機啟動很有可能失敗。

一般無刷直流電機，其應(yīng)用環(huán)境中電機轉(zhuǎn)子都是靜止的，電機可直接進行開環(huán)啟動。但對于風(fēng)機類電機而言，在外部風(fēng)力的作用下，在啟動時其電機轉(zhuǎn)子很可能不是固定的，電機本身就存在初始速度，此時再通直流電定位，不易固定轉(zhuǎn)子，造成電機失步啟動失敗。。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法，包括如下步驟：檢測無刷直流電機初始狀態(tài)，獲得初始狀態(tài)的采樣電流；根據(jù)采樣電流判斷電機的換相順序和時間，判斷電機的初始狀態(tài)為順風(fēng)狀態(tài)、逆風(fēng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)；根據(jù)風(fēng)機初始狀態(tài)采取不同的啟動控制方式，保證風(fēng)機在順風(fēng)、逆風(fēng)狀態(tài)或靜止狀態(tài)下穩(wěn)定啟動。

本發(fā)明提出的所述外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法中，獲得初始狀態(tài)的采樣電流為：設(shè)定同時打開下三橋的占空比，構(gòu)成電流回路；檢測此時三相電流中電流最大的相位電流；記錄該相位電流第一次換相的時間和此時的電流最大值；記錄該相位電流第二次換相的時間和此時的電流最大值；記錄該相位電流第三次換相的時間和此時的電流最大值；得到采樣電流。

本發(fā)明提出的所述外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法中，判斷電機的初始狀態(tài)為：設(shè)定電機三相電流的換向時間閾值及風(fēng)機的最小旋轉(zhuǎn)速度；若電機的換相時間大于閾值，則判斷電機為靜止狀態(tài)；依據(jù)三相電流的換相順序判斷電機為順風(fēng)狀態(tài)或逆風(fēng)狀態(tài)。

本發(fā)明提出的所述外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法中，電機在逆風(fēng)狀態(tài)下的啟動控制方法包括：設(shè)定逆風(fēng)最大轉(zhuǎn)速、逆風(fēng)最小轉(zhuǎn)速和第一轉(zhuǎn)速；在逆風(fēng)狀態(tài)下，當電機轉(zhuǎn)速大于該逆風(fēng)最大轉(zhuǎn)速時，判斷電機進入緊急狀態(tài)不啟動電機；當電機轉(zhuǎn)速小于逆風(fēng)最小轉(zhuǎn)速時，判斷電機進入靜止狀態(tài)；當電機轉(zhuǎn)速處于逆風(fēng)最大轉(zhuǎn)速與第一轉(zhuǎn)速之間時，采用耗能制動模式，增加下三橋的占空比，直到電機剎車后的速度小于第一轉(zhuǎn)速后跳過定位直接進入強拖階段，當電機正向轉(zhuǎn)速大于最低轉(zhuǎn)速值時進入閉環(huán)控制。

本發(fā)明提出的所述外掛式無位置傳感器無刷直流風(fēng)機的啟動控制方法中，電機在順風(fēng)狀態(tài)下的啟動控制方法包括：順風(fēng)時，若電機的初始轉(zhuǎn)速大于目標控制轉(zhuǎn)速，不啟動電機；若初始轉(zhuǎn)速小于目標控制轉(zhuǎn)速時，直接進入強拖階段和最低轉(zhuǎn)速值進行比較，大于最低轉(zhuǎn)速值直接切入閉環(huán)控制，否則繼續(xù)強拖增大轉(zhuǎn)速。