CN113141135A - 一种电机弦波控制方法及驱动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电机弦波控制方法及驱动系统，控制方法包括以下步骤：S1：通信模块接收外部控制信号，并发出转速控制信号；S2：驱动信号模块向检测模块发出检测请求信号；S3：检测模块检测当前电机转速和负载信息，并向存储模块发出查询信号；S4：存储模块查询与电机转速和负载信息对应的超前角信息；S5：向驱动信号模块发送超前角信息；S6：驱动信号模块根据超前角信息与转速控制信号发出驱动信号；S7：电机根据驱动信号改变转速。驱动系统包括控制模块，驱动信号模块，检测模块，存储模块。本发明的有益效果在于在存储模块中预先存储与与电机转速和功率信息对应的超前角信息，降低了传统方式实时计算超前角对MCU的性能要求，以及弦波控制方式下电机效率较低的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动控制技术领域，具体涉及一种电机弦波控制方法及驱动 电路。
背景技术
现有的无刷直流电机或永磁同步电机驱动方法一般有电压方波、电压弦波、 矢量控制、直接转矩控制等驱动方式。其中矢量控制通过解耦可以独立控制电 机的励磁和扭矩。通常情况下，矢量控制驱动方式是将采集的电机三相电流量， 通过坐标转化，得到励磁电流和转矩电流，然后通过传感器或者观测器算法得 到转子电气角度θe，再通过坐标转换，得到Uα和Uβ，计算输出的三相电压。 因其算法比较复杂，对于嵌入式处理器的处理速度和资源有一定的要求；而弦 波控制方法又存在效率较低的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种电机弦波控制方法及驱动系 统。
具体技术方案如下：
一种电机弦波控制方法，包括以下步骤：
S1：通信模块接收一外部控制信号，并发出一转速控制信号；
S2：驱动信号模块接收所述转速控制信号，并向检测模块发出一检测请求信 号；
S3：所述检测模块根据所述检测请求信号检测当前电机转速和负载信息，并 向一存储模块发出一查询信号；
S4：所述存储模块根据所述查询信号中记载的所述电机转速和负载信息查询 所述存储模块中存储的与所述电机转速和负载信息对应的超前角信息；
S5：所述存储模块向所述驱动信号模块发送所述超前角信息；
S6：所述驱动信号模块根据所述超前角信息与所述转速控制信号发出驱动信 号；
S7：电机根据所述驱动信号改变转速。
优选地，所述超前角信息用于对所述电机的弦波控制方法进行相位补偿。
优选地，所述超前角信息通过一外部处理器拟合得到，具体包括：
S101：给待拟合电机增加负载至所述待拟合电机的最大负载；
S102：设定一最低转速并通过所述外部处理器启动所述待拟合电机；
S103：记录所述外部处理器输出的所述超前角信息；
S104：增加所述待拟合电机的转速，并记录所述外部处理器输出的所述超前 角信息，直至所述待拟合电机的转速达到所述待拟合电机的最大转速；
S105：对所述外部处理器输出的所述超前角信息进行拟合并输入所述存储模 块。
优选地，所述存储模块中存储的所述超前角信息为超前角与负载、转速对照 表或超前角与负载、转速对照函数。
优选地，所述控制方法用于驱动直流无刷电机或永磁同步电机。
优选地，所述电机的转速根据所述驱动信号发生改变，每个所述电机的所述 转速对应一基于所述超前角信息和所述转速控制信号产生的所述驱动信号。
一种基于上述电机矢量控制方法的电机驱动系统，具体包括：一控制模块， 与外部电路连接；一驱动信号模块，连接所述控制模块和一电机；一检测模块， 连接所述电机和所述驱动信号模块；一存储模块，连接所述检测模块和所述驱 动信号模块。
优选地，所述检测模块包括：一转速检测模块，检测所述电机当前转速；一 功率检测模块，检测所述电机当前功率。
优选地，所述控制模块包括：一供电模块，为驱动信号模块提供外部供电； 一通信模块，与驱动信号模块连接并接收所述外部电路发出的外部控制信号。
优选地，所述驱动信号根据所述转速控制信号发生改变。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：通过在存储模块中预先存储与与电 机转速和负载信息对应的超前角信息，避免了传统矢量控制方式下实时计算超 前角对处理器的性能要求，以及弦波控制方式下电机效率较低的缺陷，简化设 备结构，降低了设备成本。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于 说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例的电机矢量控制方法流程图；
图2为本发明实施例的电机矢量控制方法信号流向图；
图3为本发明实施例中外部处理器对超前角进行拟合的流程图；
图4为本发明实施例中存储模块存储的超前角与负载、转速对照表；
图5为本发明实施例中存储模块存储的超前角与负载、转速对照函数；
图6为本发明实施例的电机驱动系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限 定。
本发明包括
一种电机弦波控制方法，如图1所示包括以下步骤：
S1：通信模块接收外部控制信号，并发出转速控制信号；
S2：驱动信号模块接收转速控制信号，并向检测模块发出检测请求信号；
S3：检测模块根据检测请求信号检测当前电机转速和负载信息，并向存储模 块发出查询信号；
S4：存储模块根据查询信号中记载的电机转速和负载信息查询存储模块中存 储的与电机转速和负载信息对应的超前角信息；
S5：存储模块向驱动信号模块发送超前角信息；
S6：驱动信号模块根据超前角信息与转速控制信号发出驱动信号；
S7：电机根据驱动信号改变转速。
具体地，超前角信息用于对电机的弦波控制方法进行相位补偿，驱动信号根 据转速控制信号发生改变。
具体地，如图2所示，通信模块1接收外部控制信号，向驱动信号模块2发 出转速控制信号，驱动信号模块2接收到转速控制信号后向检测模块3发出检 测请求信号，检测模块3接收到检测请求信号后从电机5查询到转速与功率， 并向存储模块4发送一查询信号，存储模块4在接收到查询信号后向驱动信号 模块2发送超前角信息，驱动信号模块2基于转速控制信号和超前角信息向电 机5发送驱动信号。
在一种较优的实施例中，如图3所示，超前角信息通过一外部处理器拟合得 到，具体包括：
S101：给待拟合电机增加负载至最大负载；
S102：设定一最低转速并通过外部处理器启动待拟合电机；
S103：记录外部处理器输出的超前角信息；
S104：增加待拟合电机的转速，并记录外部处理器输出的超前角信息，直至 待拟合电机的转速达到最大转速；
S105：对所述外部处理器输出的所述超前角信息进行拟合并输入所述存储模 块。
进一步地，外部处理器还连接一外部存储装置，用于存储已完成拟合的所述 超前角信息；通过外部存储装置记录超前角信息，便于工程人员对适用于同一 批次电机的存储模块进行设定。
具体地，通过外部处理器对矢量控制驱动模式下的超前角信息的拟合，使得 电机驱动系统可基于该超前角信息对弦波控制方式进行相位补偿，实现较好的 控制效果的同时有效降低矢量控制驱动模式对嵌入式处理器的性能要求，降低 设备成本与复杂程度；同时，外部处理器一次拟合的超前角信息适用于同一型 号同一批次的电机，有效降低了调试成本。
在一种较优的实施例中，如图4所示，存储模块4中存储的超前角信息为超 前角与负载、转速对照表；或如图5所示，存储模块4中存储超前角与负载、 转速对照函数。
在一种较优的实施例中，控制方法用于驱动直流无刷电机或永磁同步电机。
一种基于上述电机矢量控制方法的电机驱动系统，如图5所示，具体包括： 控制模块6，与外部电路连接；驱动信号模块2，连接控制模块6和电机5；检 测模块3，连接电机5和驱动信号模块3；存储模块4，连接检测模块3和驱动 信号模块2。
在一种较优的实施例中，检测模块包括：转速检测模块8，检测电机当前转 速；负载检测模块9，检测电机当前负载。
在一种较优的实施例中，控制模块包括：供电模块7，为驱动信号模块2提 供外部供电；通信模块1，与驱动信号模块连接并接收外部电路发出的外部控制 信号。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护 范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示 内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明 的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电机弦波控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通信模块接收一外部控制信号，并发出一转速控制信号；
S2：驱动信号模块接收所述转速控制信号，并向检测模块发出一检测请求信号；
S3：所述检测模块根据所述检测请求信号检测当前电机转速和负载信息，并向一存储模块发出一查询信号；
S4：所述存储模块根据所述查询信号中记载的所述电机转速和负载信息查询所述存储模块中存储的与所述电机转速和负载信息对应的超前角信息；
S5：所述存储模块向所述驱动信号模块发送所述超前角信息；
S6：所述驱动信号模块根据所述超前角信息与所述转速控制信号发出驱动信号；
S7：电机根据所述驱动信号改变转速。
2.根据权利要求1所述的电机弦波控制方法，其特征在于，所述超前角信息用于对所述电机弦波控制方法进行相位补偿。
3.根据权利要求1所述的电机弦波控制方法，其特征在于，所述超前角信息通过一外部处理器拟合得到，具体包括：
S101：给所述电机增加负载至所述待拟合电机的最大负载；
S102：设定一最低转速并通过所述外部处理器启动所述待拟合电机；
S103：记录所述外部处理器输出的所述超前角信息；
S104：增加所述待拟合电机的转速，并记录所述外部处理器输出的所述超前角信息，直至所述待拟合电机的转速达到所述待拟合电机的最大转速；
S105：对所述外部处理器输出的所述超前角信息进行拟合并输入所述存储模块。
4.根据权利要求3所述的电机弦波控制方法，其特征在于，所述存储模块中存储的所述超前角信息为超前角与负载、转速对照表或超前角与负载、转速对照函数。
5.根据权利要求1所述的电机弦波控制方法，其特征在于，所述控制方法用于驱动直流无刷电机或永磁同步电机。
6.根据权利要求1所述的电机弦波控制方法，其特征在于，所述电机的转速根据所述驱动信号发生改变，每个所述电机的所述转速对应一基于所述超前角信息和所述转速控制信号产生的所述驱动信号。
7.一种电机驱动系统，其特征在于，用于实施权利要求1至权利要求6任一所述的电机弦波控制方法，具体包括：
一控制模块，与外部电路连接；
一驱动信号模块，连接所述控制模块和一电机；
一检测模块，连接所述电机和所述驱动信号模块；
一存储模块，连接所述检测模块和所述驱动信号模块。
8.根据权利要求7所述的电机驱动系统，其特征在于，所述检测模块包括：
一转速检测模块，检测所述电机当前转速；
一负载检测模块，检测所述电机当前负载。
9.根据权利要求7所述的电机驱动系统，其特征在于，所述控制模块包括：
一供电模块，为驱动信号模块提供外部供电；
一通信模块，与驱动信号模块连接并接收所述外部电路发出的外部控制信号。
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| JP2009136051A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Panasonic Corp | 圧縮機制御装置 |
| CN203933470U (zh) * | 2014-06-30 | 2014-11-05 | 英特格灵芯片(天津)有限公司 | 无刷电机相位超前角优化电路 |
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