[發(fā)明專利]一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910976324.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110778767A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯偉;張?jiān)?/a>;耿逸飛;王博;王權(quán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F16K31/04
• 分類號(hào): F16K31/04;F16K31/53;F16K37/00;H02K7/116;H02P6/08
• 代理公司: 61202 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄭安迪

1.一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門，其特征在于，包括：

直流無(wú)刷電機(jī)，包括轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置；直流無(wú)刷電機(jī)的輸出軸通過(guò)減速器連接閥芯；

轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，當(dāng)直流無(wú)刷電機(jī)工作時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

控制器，其輸入端連接轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，其輸出端連接直流無(wú)刷電機(jī)的輸入端；控制器根據(jù)其接收到的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速對(duì)直流電機(jī)的輸入電流進(jìn)行閉環(huán)控制；

當(dāng)轉(zhuǎn)子啟動(dòng)時(shí)，控制電流令轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)歷S₁：加速度由0按固定比例增加至a_m的加速運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)歷S₂：加速度由a_m按固定比例減小至0的加速運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速V；

當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速V時(shí)，控制電流令轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)歷S₃：維持t_ave時(shí)間的轉(zhuǎn)速為V的勻速運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)轉(zhuǎn)子停止時(shí)，控制電流令轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)歷S₄：加速度由0按固定比例增加至-a_m的減速運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)歷S₅：加速度由-a_m按固定比例減小至0的減速運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為零；

其中，S₁、S₂、S₄、S₅所經(jīng)歷的時(shí)間相同，均為t_m；且S₁、S₂、S₄、S₅均是加速度-時(shí)間曲線為直線的變速運(yùn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置為霍爾元件或旋轉(zhuǎn)編碼器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門，其特征在于，還包括PWM控制器、電流檢測(cè)裝置；控制器、PWM控制器、電流檢測(cè)裝置相連接組成內(nèi)環(huán)電流控制回路；控制器、直流無(wú)刷電機(jī)、轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置相連接組成外環(huán)轉(zhuǎn)速控制回路。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門，其特征在于，還包括圓柱齒輪減速箱、蝸桿蝸輪換向器、閥桿、閥芯；直流無(wú)刷電機(jī)的輸出軸、圓柱齒輪減速箱、蝸桿蝸輪換向器、閥桿依次連接；閥芯安裝在閥桿上。

5.權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門的最細(xì)操作角的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

令t_ave=0，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)由S₁、S₂達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)速V后直接執(zhí)行S₄、S₅，此時(shí)閥芯所轉(zhuǎn)過(guò)的角位移就是規(guī)定轉(zhuǎn)速V下的最細(xì)操作角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門的最細(xì)操作角的確定方法，其特征在于，規(guī)定轉(zhuǎn)速V是由閥門從全開(kāi)到全關(guān)所經(jīng)歷的執(zhí)行時(shí)間time所確定的。

7.權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門的轉(zhuǎn)角控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

根據(jù)S₁、S₂、S₃、S₄、S₅各階段運(yùn)動(dòng)特征、目標(biāo)轉(zhuǎn)角、及規(guī)定轉(zhuǎn)速V，分配S₁、S₂、S₃、S₄、S₅各自經(jīng)歷的時(shí)間，即t_m、t_ave；

根據(jù)t_m、t_ave以及S₁、S₂、S₃、S₄、S₅各階段運(yùn)動(dòng)特征執(zhí)行閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的電動(dòng)閥門的轉(zhuǎn)角控制方法，其特征在于，目標(biāo)轉(zhuǎn)角為最細(xì)操作角與勻速階段S₃轉(zhuǎn)過(guò)的角位移之和。