CN1756063A - 适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其包括以下步骤：将直流连接电压及速度与第一基准电压及第一基准速度进行比较，根据其结果判断输入电的阻断模式的第一阶段；根据上述判断结果设定d轴及q轴电流比例的输入切断相关电压和电流限定值的第二阶段；根据第二阶段对直流连接电压的大小进行控制的第三阶段；以及如果上述的直流连接电压大于第二基准电压，认定为瞬间停电再次输入电源恢复到第三阶段，如果上述直流连接电压比第二基准电压低，为了控制电流的供给，关闭脉宽调制门的第四阶段。本发明在切断输入电源时，可以防止电源电压的极速减小和在瞬间的停电后再次输入电源时，发生突然之间的速度增加，从而能够进行安全脱水。

Description

适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法

技术领域

本发明涉及一种电机的运行控制方法，特别是涉及一种当洗衣机在高速进行脱水时因故发生断电时可以防止驱动器损坏，从而更加适于实用的适用洗衣机无刷直流(BLDC)电机的运行控制方法(DRIVE CONTROL METHODFOR BLDC MOTOR IN USING WASHING MACHINE)。

背景技术

请参阅图1所示，是现有技术中的无刷直流电机(BLDC)电机驱动系统的单元图。

如图1所示，上述现有技术的无刷直流电机(BLDC)电机驱动系统，其包括：对交流电AC进行整流及平滑的整流及平滑部11；将上述整流及经平滑的具有可变频率和可变振幅的电压或电流添加到无刷直流电机13以控制转子速度的变极部12；对添加到上述无刷直流电机13上的电压和电流进行检测、并对检测旋转子的位子及对旋转速度进行控制的微电脑14；以及对上述微电脑14的控制信号的输出(出力)波形宽进行调整并对上述变极部12进行on/off(开/关)的脉冲宽度调整部15所组成。

请参阅图2所示，是图1中的电流及速度控制系统构成的单元框图。

如图2所示，输入速度指令值与现速度推定值ωe进行比较，通过P1控制器作为q轴的电流指令值。

另外，上述的q轴电流指令值由现在的q轴电流值Iq反馈而形成，还有为了q轴电流指令值流动电流，现在的q轴电压Vq反馈形成q轴电压指令值，这时q轴电压指令值与d轴电压指令值一起作为脉宽调制信号形成的电压值来使用。

根据现行的速度推算值ωe，为了弱界磁运行，计算d轴电流指令值。

这时，低速的情况d轴电流值Id为‘0’，但可以充分形成q轴电流，所以d轴电流维持‘0’作为指令值，但在高速中，能使d轴也能够流动电流的弱界磁运行，在d轴电流的指令值做成‘-。

接着，为了对d轴电流指令值进行控制，d轴电压值Vd进行反馈形成d轴电压指令值。

为了对上述形成的d轴电压指令值和速度进行控制而做成的q轴电压指令值利用构成空间上的电压矢量，做脉宽调制(PWM)信号。

这样的电压的输入会重新改变电流的大小，通过这种电流的变动值和脉宽调制输出的电压值的位置及输入到电动势推算部作为推算位置和追踪电动势(emf)使用。

另外，速度控制中使用的速度推算值ωe是利用位置及电动势推算部中得出的位置推算值形成的。

请参阅图3所示，是现有传统的洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法的运行流程图。该现有传统的洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法，其包括以下步骤：

首先，是输入电源1秒后每隔0.001秒监控直流连接电压，判断其直流连接电压是否是180v以下的阶段SP1。

经上述判断结果，当上述的直流连接电压为180v以下时，认定为输入电源的中断，d轴电流乘1/4的值的阶段SP2进行储存，另外为了防止直流连接电压的急减，强制打开脉宽调制的输出的阶段SP3，20msec强行进行余力旋转的阶段SP4，即在20msec之间控制直流连接电压300v程度，d轴及q轴电流，用与速度进行比例的一定倾斜度进行减少。

然后，脉宽调制的强制输出时间超过20msec时，检测实际速度，其实际速度为400rpm以上时储存d轴电流和q轴电流的阶段SP5及SP6。其d轴电流和q轴的最大速度比例的倾斜度(各对16msec，25msec进行1rpm)进行减少的阶段SP7。

另外，上述的实际速度在400rpm以下时，关闭脉宽调制输出后的阶段SP8，对于输入电压切断监督相关的全部变数进行初始化的阶段SP9。

再者，实际速度在′0′时，对输出电源切断监测有关的全部变数进行初始化的方法应付输入电源的切断。

但是，上述现有传统的输出电源切断相关的对策方法，对洗衣机高速进行脱水时切断输入电源，包含直流连接电压相当的波纹，这种情况继续发生会缩短零件的寿命，并对系统产生严重的问题。

由此可见，上述现有的洗衣机无刷直流电机的运行控制方法仍存在有诸多的缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的洗衣机无刷直流电机的运行控制方法的缺陷，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，此显然是相关业者急欲解决的问题。

有鉴于上述现有的洗衣机无刷直流电机的运行控制方法所存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计与制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，能够改进一般现有的洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的洗衣机无刷直流电机的运行控制方法存在的缺陷，而提供一种新的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，所要解决的技术问题是使其在切断输入电源时，可以防止电源电压的急减和因瞬间停电后重新接通电源时发生突然之间的速度增加，并能够安全的进行脱水，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其包括以下步骤：高速脱水时，监测直流连接电压及速度，将直流连接电压及速度与第一基准电压及第一基准速度进行比较，根据其结果判断是否是输入电压切断模式的第一阶段；上述的判断结果为输入电压切断模式时，为了使直流连接电压成为一定电压，设定对d轴及q轴电流比例进行控制的输入，切断相关的电压及电流限定值的第二阶段；为了防止电源电压的急减，对d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行减小，如果现行速度高于第二基准速度，设定与输入电压切断相关的电压、电流及控制变数，减小直流连接电压的第三阶段；以及如果上述直流连接电压大于第二基准电压，认定为瞬间的停电，重新输入电源恢复上述第三阶段，如果上述直流连接电压小于第二基准电压，为了限制电流的供给，关闭脉宽调制(PWM)门的第四阶段。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其中所述的第一阶段包括现行速度高于第一基准速度、直流连接电压低于第一基准电压时，判定为输入电源切断模式的判定阶段。

前述的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其包括现行速度小于第二基准速度时，为了限制电流的供给，关闭脉宽调制(PWM)门的阶段。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述发明目的，本发明的主要技术内容如下：

本发明提出一种适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其包括以下步骤：在高速脱水时，监督直流连接电压，将直流连接电压及速度与第一基准电压及第一基准速度进行比较，根据其结果判断是否是阻断模式的第一阶段；根据上述判断结果，是输入电压阻断模式时，为了能够使直流连接电压成一定电压，控制d轴及q轴电流的输入，阻断相关的电压及电流限制值，进行设定的第二阶段；为了防止电源电压的急减，d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行缩减，如现行速度比第二基准速度大，对输入电压切断有关电压和电流及控制变数进行设定，减小直流电压大小的第三阶段；以及上述直流连接电压比第二基准大，再投入瞬间可以识别停电的电源，恢复到第三阶段，如果上述直流连接电压比第二基准电压小，为了限制电流的供给关闭脉宽调制门的第四阶段。

经由上述可知，本发明是关于一种适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其包括如下一些步骤：在高速脱水时，对直流连接电压及速度进行监控，将直流连接电压及速度，与第一基准电压及第一基准速度进行比较，根据其结果判断输入电的阻断模式的第一阶段；上述的判断结果，输入电压为阻断模式时，把直流连接电压调节成一定电压，设定d轴及q轴电流比例的输入切断相关电压和电流限定值的第二阶段；为了防止电源电压急减，对d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行减小，如果现行速度比第二基准速度高时，设定与切断输入电压有关的电压和电流及控制变数，减小直流连接电压的大小的第三阶段；以及如果上述直流连接电压大于第二基准电压，认定为瞬间的停电再次输入电源恢复到第三阶段，如果上述直流连接电压比第二基准电压低，为了控制电流的供给，关闭脉宽调制门的第四阶段。本发明在切断输入电源时，防止了电源电压的极速减小和在瞬间的停电后再次输入电源时，发生突然之间速度增加，从而能够进行安全脱水。

借由上述技术方案，本发明适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法至少具有下列优点：

如上所述，本发明具有防止洗衣机的高速脱水中可能发生的切断输入电源和因瞬间停电造成的电源、电压、电流及速度的急速变动，并可清除直流连接电压的波纹，防止零部件的损坏，提高系统安全性的效果。

因此，本发明可以防止洗衣机的高速脱水中发生的切断输入电源及因瞬间停电引起的，电源、电压及电流，还有速度的急速变动，从而可以防止系统的损坏。

综上所述，本发明特殊的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，在切断输入电源时，可以防止电源电压的急减和因瞬间停电后重新投入电源时发生突然之间的速度增加，从而能够安全进行脱水。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

本发明的具体方法由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1是现有技术中的无刷直流电机(BLDC)电机驱动系统的单元示意图。

图2是图1中的电流及速度控制系统构成的单元框图示意图。

图3是现有传统的洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法的运行流程图。

图4是本发明适用洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法的运行流程图。

图5是根据本发明的直流连接电压的波形示意图。

图6是现有技术的直流连接电压的波形示意图。

11：整流及平滑部                    12：变极部

13：无刷直流电机                    14：微电脑

15：脉冲宽度调整部

SP1：判断其直流连接电压是否是180v以下的阶段

SP2：d轴电流乘1/4的值的阶段

SP3：强制打开脉宽调制的输出的阶段

SP4：强行进行余力旋转的阶段

SP5、SP6：储存d轴电流和q轴电流的阶段

SP7：d轴电流和q轴的最大速度比例的倾斜度(各对16msec，25msec进行1rpm)进行减少的阶段

SP8：关闭脉宽调制输出后的阶段

SP9：全部变数进行初始化的阶段

SP11：判断是否是输入电压切断模式的第一阶段

SP12：输入切断相关电压及电流限定值的第二阶段

SP13-SP15：减小直流连接电压Vdc大小的第三阶段

SP16、SP17：关闭脉宽调制门的第四阶段

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法其具体控制方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

首先，本发明洗衣机适用的无刷直流电机的运行控制方法所适合的装置，与图1和图2所示的现有技术相同。

请参阅图4所示，是本发明适用洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法的运行流程图。

如图4所示，本发明适用洗衣机的无刷直流电机的运行控制方法，包括以下步骤：在高速脱水时，检测直流连接电压Vdc及速度，将直流连接电压Vdc及速度与第一基准电压V1及第一基准速度W1进行比较，根据其结果判断是否是输入电压切断模式的第一阶段SP11；上述判断结果为输入电压切断模式时，直流连接电压Vdc成为一定电压V2，设定比例控制d轴及q轴电流的，输入切断相关电压及电流限定值的第二阶段SP12；为了防止电源电压急减，对d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行减小，如果现行速度高于第二基准速度W2，设定与输入电压切断相关的电压和电流及控制变数，减小直流连接电压Vdc大小的第三阶段SP13-SP15；以及如果上述连接电压Vdc大于第二基准电压V2，认定为瞬间停电，再投入电源返回到第三阶段，如果上述直流连接电压Vdc小于第二基准电压V2，为了限制电流供给，关闭脉宽调制门的第四阶段SP16、SP17。

首先，对直流连接电压Vdc及速度进行检测，将直流连接电压Vdc及速度与第一基准电压V1及第一基准速度W1进行比较，进行根据其结果判断是否是输入电压切断模式的第一阶段SP11，如果现行速度大于第一基准速度W1，直流连接电压Vdc小于第一基准电压V1时判定为输入电源切断模式。

即，用直流连接电压Vdc和速度，对洗衣机进行高速脱水时，判断输入到洗衣机的电压是否能切断进行判断。

上述判断结果，输入电压为切断模式，使直流连接电压Vdc成为一定电压，设定对d轴及q轴电流进行比例控制的，进行与输入切断相关的电压及电流限定值的第二阶段SP12。

然后，为了防止电源电压急减，进行对d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行减小的减小直流连接电压Vdc大小的第三阶段SP13，如果现行速度高于第二基准运行速度W2，设定与输入电压切断相关的电压和电流及变数，进行减小直流连接电压Vdc的大小的第三阶段SP14、SP15，如果现行速度低于第二基准速度W2时，为了限制电流的供给进行关闭脉宽调制门的阶段SP17。

接着，上述直流连接电压Vdc大于第二基准电压V2，认定为瞬间的停电，重新投入电源后，重复上述操作，即现行速度高于第二基准速度W2，设定输入电压切断相关的，电压和电流及控制变数，进行减小直流连接电压Vdc的大小的第三阶段SP14、SP15，如果现行速度低于第二基准速度W2为了限制电流供给进行关闭脉宽调制门的阶段SP17。

另外，如果上述直流连接电压Vdc小于第二基准电压V2，为了限制电流的供给进行关闭脉宽调制门的第四阶段SP16、SP17。

请参阅图5、图6所示，图5是根据本发明的直流连接电压的波形示意图，图6是现有技术的直流连接电压的波形示意图。现根据图5和图6对本发明与现有技术进行比较，在洗衣机高速脱水过程中，切断输入电源时，滞留连接电压不发生波纹，且可以维持一定的电压值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1、一种适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其特征在于其包括以下步骤：

高速脱水时，监测直流连接电压及速度，将直流连接电压及速度与第一基准电压及第一基准速度进行比较，根据其结果判断是否是输入电压切断模式的第一阶段；

上述的判断结果为输入电压切断模式时，为了使直流连接电压成为一定电压，设定对d轴及q轴电流比例进行控制的输入，切断相关的电压及电流限定值的第二阶段；

为了防止电源电压的急减，对d轴及q轴的电流用一定倾斜度进行减小，如果现行速度高于第二基准速度，设定与输入电压切断相关的电压、电流及控制变数，减小直流连接电压的第三阶段；以及

如果上述直流连接电压大于第二基准电压，认定为瞬间的停电，重新输入电源恢复上述第三阶段，如果上述直流连接电压小于第二基准电压，为了限制电流的供给，关闭脉宽调制(PWM)门的第四阶段。

2、根据权利要求1所述的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其特征在于其中所述的第一阶段包括现行速度高于第一基准速度、直流连接电压低于第一基准电压时，判定为输入电源切断模式的判定阶段。

3、根据权利要求1所述的适用洗衣机无刷直流电机的运行控制方法，其特征在于其中还包括现行速度小于第二基准速度时，为了限制电流的供给，关闭脉宽调制(PWM)门的阶段。

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