[发明专利]无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流无刷电机的控制方法。特别是涉及一种无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，直流无刷电机在汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等有了较快的较为广泛的应用，无刷直流电机较之传统的直流电机省去了机械的电刷装置，而采用电子换向代替电刷装置，性能可靠、永无磨损、故障率低，寿命比有刷电机提高了约6倍，在性能上比直流电机有了无法比拟的飞跃，是当今最理想的调速电机。新型的直流无刷电机的控制系统是涉及电力电子技术，电机学，自动控制，材料科学等等学科的融合，随着功率开关，微处理器技术，以及先进控制理论的发展，这无疑使得直流无刷电机正在向着集成化、智能化、高效化、节能化发展。直流无刷电机的运行又离不开其专用驱动器，直流无刷电机的调速装置是将主要起到对电机转速的控制，过流、过压、过热保护，具备很宽的调速范围，其市场规模将伴随直流无刷电机产业的推广而同步扩张。

现阶段的直流无刷电机调速控制器已有多种形式，就目前而言，最初的模拟电路组成的控制器已经由数字芯片替代，智能功率模块（IPM）的诞生，把功率开关器件和驱动电路集成在一起，给无刷直流电机调速装置设计带来了极大的便利，而智能功率模块的结构内置保护电路，保护电机不被烧坏，而现代控制理论的发展，对于转速的控制精度，转矩更高的动态响应和稳定性也有了更高的要求。目前，直流无刷电机调速器大多调速范围不宽，精度不高，体积较大，而且针对特定型号的电机，传统直流无刷电机含有霍尔位置传感器，作为换向信息提供给电机，霍尔传感器增加了电机成本，和电机尺寸，新型直流无刷电机的控制器是采用无位置传感器控制技术发展而来的，而无位置传感器控制技术正是无刷电机的研究热点。

所以，提出并设计高可靠性、高精度、运行稳定可靠、能够自我保护的无位置传感器调速方法是有意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不需位置传感器和霍尔换向，能够精确控制电机不同转速的无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法。

本发明所采用的技术方案是：无位置传感器直流无刷电机双闭环调速控制方法，是用于直流无刷电机调速控制器的控制方法，所述的直流无刷电机调速控制器，包括有桥式整流滤波电路，通过传感器与所述的桥式整流滤波电路相连的由依次连接的构成控制板的中央处理器芯片控制板、构成调理板的信号调理电路和构成驱动板的三相逆变桥模块构成的用于驱动直流无刷电机的直流无刷调整控制器，以及向中央处理器芯片控制板和信号调理电路提供电源的供电电源，所述的传感器是分别连接中央处理器芯片控制板的电流传感器和电压传感器，所述的中央处理器芯片控制板包括有中央处理器芯片，分别连接中央处理器芯片的信号输入端的光耦隔离电路、硬件过流保护电路、调整电路和通过AD采样电路连接三相逆变桥模块输出的三相驱动电压的磁耦隔离电路，分别连接中央处理器芯片的信号输出端的电平转换电路、JTAG仿真接口和按键与LED电路，所述的电平转换电路的输出连接信号调理电路，所述的中央处理器芯片的电源输入端通过主控电源连接供电电源，所述的中央处理器芯片的信号输入端还连接直流无刷电机的输出的三相霍尔信号，以及连接信号调理电路输出的USO、VSO和WSO信号，所述的控制方法包括如下步骤：

1）对各功能模块和外设进行初始化，包括系统初始化、外部设备初始化以及中断服务初始化；

2）开AD中断及保护中断；

3）检测电机启动按键，并判断是否启动电机，是启动进入下一步骤，否则继续进行该步骤；

4）启动电压检测，并判断主电路电压是否大于启动电压，是则进入下一步骤，否则返回步骤3）；

5）进入电机启动子程序，开始运转电机；

6）进入双闭环调速子程序，根据电压值对电机的转速和电流进行调整；

7）检测电机制动按键，判断按键是否按下，是则进入电机制动子程序，否则返回步骤3）。

所述的电机启动子程序，当电机启动后完成如下步骤：

1）设置脉冲宽度调制，初始化占空比；

2）开CAP捕获中断；

3）进行转子预定位；

4）进行转子二次定位；

5）判断转子定位是否结束，是则进入下一步骤，否则返回步骤4）；

6）换相，并设定换相标志；

7）配置第一定时器的周期值，并开第一定时器的周期中断；

8）进行电流检测后，进行电流闭环PI控制；