本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)電機(jī)的性能和可靠性的不斷追求，無刷電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。直流空心杯電機(jī)就是無刷電機(jī)的一種，無刷電機(jī)通過微控制器實(shí)現(xiàn)有感控制驅(qū)動(dòng)，控制算法使電子換相，并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)子。

2、目前，空心杯電機(jī)通常通過霍爾傳感器感應(yīng)電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)的變化并輸出控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的電信號(hào)?；魻杺鞲衅鞯妮敵鲂盘?hào)容易受到環(huán)境溫度的影響，信號(hào)的精度隨溫度的變化而變化。在溫度變化的影響下，實(shí)際電信號(hào)和理想電信號(hào)之間的誤差會(huì)導(dǎo)致微控制器通過預(yù)設(shè)的換相表和控制參數(shù)匹配到錯(cuò)誤的換相時(shí)序并進(jìn)行錯(cuò)誤的pwm(脈沖寬度調(diào)制)，進(jìn)而影響電機(jī)的性能表現(xiàn)，如轉(zhuǎn)速控制不穩(wěn)定或轉(zhuǎn)矩輸出不足。

3、因此，有必要提供一種能夠適用于不同溫度條件下的空心杯直流電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，基于與電機(jī)相連接的微控制器，所述微控制器存儲(chǔ)有換相表，其特征在于，換相表中設(shè)有通電順序、數(shù)字信號(hào)和控制參數(shù)，所述方法包括步驟：

2、在多種溫度下測(cè)試運(yùn)行電機(jī)，分別獲取每個(gè)溫度對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，根據(jù)控制參數(shù)獲取換相表中對(duì)應(yīng)的通電順序，邏輯控制單元根據(jù)通電順序依次向電機(jī)的各個(gè)繞組通電；

3、電機(jī)的各個(gè)繞組通電啟動(dòng)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)永磁體旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生磁場(chǎng)變化，霍爾傳感器檢測(cè)磁場(chǎng)變化，并根據(jù)磁場(chǎng)變化持續(xù)輸出電信號(hào)；

4、微控制器通過定時(shí)器單元，持續(xù)讀取電信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；

5、邏輯控制單元根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)檢索所述換相表，并獲取控制信號(hào)；

6、高級(jí)定時(shí)器單元根據(jù)控制信號(hào)設(shè)置pwm占空比，并通過pwm占空比調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；

7、根據(jù)控制信號(hào)，轉(zhuǎn)速控制單元計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差e；

8、邏輯控制單元內(nèi)設(shè)置一個(gè)誤差閾值s，若滿足關(guān)系式：e≥s，則邏輯控制單元執(zhí)行循環(huán)程序，不斷生成新的控制參數(shù)，并根據(jù)控制參數(shù)不斷比較轉(zhuǎn)速誤差e和誤差閾值s，直到滿足關(guān)系式：e＜s，則邏輯控制單元跳出循環(huán)程序，并保留當(dāng)前循環(huán)中的控制參數(shù)。

9、更優(yōu)地，換相表中還設(shè)有換相步驟，每個(gè)換相步驟有對(duì)應(yīng)的通電順序；

10、其中，電機(jī)根據(jù)通電順序和換相步驟運(yùn)行，溫度傳感器獲取電機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度t1，且溫度傳感器設(shè)置有臨界溫度t2，當(dāng)t1＜t2時(shí)，電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)t1≥t2時(shí)，電機(jī)運(yùn)行的效率降低。

11、更優(yōu)地，若電機(jī)運(yùn)行效率降低，邏輯控制單元增大控制參數(shù)，且根據(jù)控制參數(shù)，換相表中對(duì)應(yīng)的通電順序改變；

12、其中，當(dāng)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，所述換相表獲取并保存當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)和通電順序。

13、更優(yōu)地，若換相表記錄有與數(shù)字信號(hào)匹配的通電順序，則邏輯控制單元根據(jù)與數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)獲取第一控制信號(hào)；

14、若換相表沒有記錄與數(shù)字信號(hào)匹配的通電順序，則邏輯控制單元新增一個(gè)第二控制參數(shù)，并更新?lián)Q相表，根據(jù)新增的控制參數(shù)獲取第二控制信號(hào)。

15、更優(yōu)地，當(dāng)控制信號(hào)為第一控制信號(hào)，則執(zhí)行換相表預(yù)設(shè)的通電順序，當(dāng)控制信號(hào)為第二控制信號(hào)，第二控制信號(hào)通過高級(jí)定時(shí)器單元傳輸至轉(zhuǎn)速控制單元，轉(zhuǎn)速控制單元獲取設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速s1和實(shí)際轉(zhuǎn)速s2計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差e，且滿足關(guān)系式：e＝|s1-s2|；

16、其中，若e＜s，則邏輯控制單元保留第二控制參數(shù)，且保存當(dāng)前換相表；若e≥s，則邏輯控制單元?jiǎng)h除第二控制參數(shù)，并新增一個(gè)第三控制參數(shù)，邏輯控制單元根據(jù)第三控制參數(shù)獲取第三控制信號(hào)，并傳輸至高級(jí)定時(shí)器單元，高級(jí)定時(shí)器單元通過第三控制信號(hào)重新設(shè)置pwm占空比，并根據(jù)pwm占空比調(diào)節(jié)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速s2；根據(jù)第三控制信號(hào)調(diào)節(jié)后的實(shí)際轉(zhuǎn)速s2判斷第三控制參數(shù)是否可用。

17、更優(yōu)地，定時(shí)器單元包括通用定時(shí)器單元，通過通用定時(shí)器單元，微控制器獲取霍爾傳感器的電信號(hào)，電信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并傳輸至定時(shí)器單元；

18、控制參數(shù)和設(shè)定轉(zhuǎn)速存儲(chǔ)于外設(shè)存儲(chǔ)器中，其中，直接內(nèi)存訪問單元支持微控制器和外設(shè)設(shè)備之間跳過處理器傳輸數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速控制單元通過直接內(nèi)存訪問單元獲取設(shè)定轉(zhuǎn)速，邏輯控制單元通過直接內(nèi)存訪問單元獲取控制參數(shù)。

19、更優(yōu)地，所述方法還包括步驟：

20、若電機(jī)停止，電源管理單元觸發(fā)省電模式，定時(shí)器單元和直接內(nèi)存訪問單元斷電，且邏輯控制單元以第一功率p1運(yùn)行。

21、更優(yōu)地，若電機(jī)啟動(dòng)，則霍爾傳感器輸出電信號(hào)，且電信號(hào)進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為中斷信號(hào)，并傳輸?shù)竭壿嬁刂茊卧?，根?jù)中斷信號(hào)，邏輯控制單元中斷電源管理單元的省電模式，并清除中斷信號(hào)，通過中斷省電模式，斷電的各器件恢復(fù)通電；

22、其中，恢復(fù)通電模式后，邏輯控制單元以第二功率p2運(yùn)行，且滿足關(guān)系式：

23、p1≤p2×0.1。

24、更優(yōu)地，

25、pwm占空比越高，則電機(jī)接收的電壓比例越高，電機(jī)的轉(zhuǎn)速越快；

26、pwm占空比越低，則電機(jī)接收的電壓比例越低，電機(jī)的轉(zhuǎn)速越慢；

27、當(dāng)占空比為0％時(shí)，電機(jī)斷電，且轉(zhuǎn)速逐漸下降，并最終停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

28、一種空心杯直流電機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法。

29、本發(fā)明具有如下有益效果：

30、本發(fā)明通過在多種溫度下測(cè)試運(yùn)行電機(jī)，獲取一個(gè)包括每種溫度對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)的換相表，并根據(jù)多種控制參數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在多種溫度下運(yùn)行。通過比較轉(zhuǎn)速誤差e和誤差閾值s，判斷不同溫度下的控制參數(shù)是否精確。通過電機(jī)執(zhí)行循環(huán)程序，不斷優(yōu)化換相表和控制參數(shù)，使電機(jī)能夠適用于不同溫度條件。

技術(shù)特征：

1.一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，基于與電機(jī)相連接的微控制器，所述微控制器存儲(chǔ)有換相表，其特征在于，換相表中設(shè)有通電順序、數(shù)字信號(hào)和控制參數(shù)，所述方法包括步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，換相表中還設(shè)有換相步驟，每個(gè)換相步驟有對(duì)應(yīng)的通電順序；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，若換相表記錄有與數(shù)字信號(hào)匹配的通電順序，則邏輯控制單元根據(jù)與數(shù)字信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)獲取第一控制信號(hào)；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，當(dāng)控制信號(hào)為第一控制信號(hào)，則執(zhí)行換相表預(yù)設(shè)的通電順序，當(dāng)控制信號(hào)為第二控制信號(hào)，第二控制信號(hào)通過高級(jí)定時(shí)器單元傳輸至轉(zhuǎn)速控制單元，轉(zhuǎn)速控制單元獲取設(shè)定轉(zhuǎn)速和實(shí)際轉(zhuǎn)速，根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速s1和實(shí)際轉(zhuǎn)速s2計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差e，且滿足關(guān)系式：e＝|s1-s2|；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，定時(shí)器單元包括通用定時(shí)器單元，通過通用定時(shí)器單元，微控制器獲取霍爾傳感器的電信號(hào)，電信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，并傳輸至定時(shí)器單元；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，所述方法還包括步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，若電機(jī)啟動(dòng)，則霍爾傳感器輸出電信號(hào)，且電信號(hào)進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，模數(shù)轉(zhuǎn)換單元將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為中斷信號(hào)，并傳輸?shù)竭壿嬁刂茊卧?，根?jù)中斷信號(hào)，邏輯控制單元中斷電源管理單元的省電模式，并清除中斷信號(hào)，通過中斷省電模式，斷電的各器件恢復(fù)通電；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，其特征在于，

10.一種空心杯直流電機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1～9任意一項(xiàng)所述的一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法。

技術(shù)總結(jié)
一種空心杯直流電機(jī)的自適應(yīng)方法，基于與電機(jī)相連接的微控制器，所述方法包括步驟：設(shè)置一個(gè)換相表，在多種環(huán)境條件下獲取多種控制參數(shù)；霍爾傳感器根據(jù)磁場(chǎng)變化輸出電信號(hào)；定時(shí)器單元讀取電信號(hào)；邏輯控制單元根據(jù)電信號(hào)檢索換相表并獲取控制信號(hào)；根據(jù)控制信號(hào)設(shè)置PWM占空比和電機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速控制單元判斷是否計(jì)算轉(zhuǎn)速誤差E；分析轉(zhuǎn)速誤差E，判斷是否重新配置電機(jī)的轉(zhuǎn)速；通過比較轉(zhuǎn)速誤差E和誤差閾值S，判斷不同溫度下的控制參數(shù)是否精確。通過執(zhí)行自適應(yīng)控制函數(shù)，優(yōu)化換相表和控制參數(shù)，使電機(jī)能夠適用于不同溫度條件下。

技術(shù)研發(fā)人員：侯榮生,馮萬平,莫龍平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東莞市鑫寶達(dá)電機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10