[发明专利]一种直流无刷电机力矩动态控制的方法

说明书

本发明提供一种直流无刷电机力矩动态控制的方法，包括以下步骤：单片机向电机驱动器输入初始控制电压b，使得电机保留在初始位置c；单片机控制输入电机驱动器的电流为相差120°相位的正弦波信号，电机旋转；单片机输入电机驱动器的控制电压为b+a，且当前电机旋转方向的力F与电机初始位置c对应电压b和当前输入的控制电压b+a的角度差a成正弦关系，此时力矩为M；电机转动任意角度j后，反馈装置向单片机反馈电机位置为b+j；单片机接收反馈装置的反馈信号后，向电机驱动器输入控制电压为b+j+a，保持电机旋转方向的力F＝sin(a)，力矩保持为M。本发明有益效果：通过单片机与反馈装置的配合，实时调整单片机的输出电压，进而更简单地控制直流无刷电机力矩。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其是涉及到一种直流无刷电机力矩动态控制的方法。

背景技术

直流无刷电机的应用十分广泛，如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。总的来说，直流无刷电机可以分为三种，主要用途包括：(1)持续负载应用，主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域，比如风扇、抽水机、吹风机等一类的应用，这类应用成本较低且多为开环控制。(2)可变负载应用，主要是转速需要在某个范围内变化的应用，对电机转速特性和动态响应时间特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干机和压缩机就是很好的例子，汽车工业领域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等，这类应用的系统成本相对更高些。(3)定位应用，大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别，这类应用中往往会完成能量的输送，所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求，对控制器的要求也较高。

目前直流无刷电机主要采用的都是FOC控制方式，FOC(field-oriented control)为磁场导向控制，又称为矢量控制，是一种利用变频器控制三相交流马达的技术，利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及角度，来控制马达的输出。采用FOC控制方式的直流无刷电机既能提供大的力矩，又能保证转速，但是FOC控制算法软件上比较复杂，需要通过反馈和电流等通过帕克等一系列变换控制，逻辑较多并且流程复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种直流无刷电机力矩动态控制的方法，采用相对简单的实现直流无刷电机的控制方法，用于提供动态大力矩的同时保证转速和噪音。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种直流无刷电机力矩动态控制的方法，包括以下步骤：

S1.单片机向电机驱动器输入初始控制电压b，启动电机，使得电机保留在初始位置c；

S2.单片机控制输入电机驱动器的电流为相差120°相位的正弦波信号，使电机旋转；

S3.单片机输入电机驱动器的控制电压为b+a，控制电机转动，且当前电机旋转方向的力F与电机初始位置c对应电压b和当前输入的控制电压b+a的角度差a成正弦关系，即F＝sin(a)，此时力矩为M；

S4.利用反馈装置实时向单片机反映电机当前位置，转动任意角度j后，反馈装置向单片机反馈电机位置为b+j；

S5.单片机接收步骤S4的反馈信号后，向电机驱动器输入控制电压为b+j+a，一直保持电机旋转方向的力F＝sin(a)，力矩一直保持为M。

进一步的，所述反馈装置为磁编码器或霍尔元件。

进一步的，通过调整所述角度差a，可以调整力矩M的大小。

相对于现有技术，本发明所述的一种直流无刷电机力矩动态控制的方法具有以下优势：

本发明所述的一种直流无刷电机力矩动态控制的方法通过单片机与反馈装置的配合，实时调整单片机的输出电压，进一步控制电机旋转力矩，达到简单控制直流无刷电机力矩的效果。

附图说明