[发明专利]一种单相无刷直流电机双向起动的控制方法

说明书

本发明公开了一种单相无刷直流电机双向起动的控制方法，该方法通过在电机无法起动的状态下，对转子位置进行重新定位，增大电机起动时的转子加速角度，使电机能够成功起动。本发明有效地提高了单相无刷直流电机的起动能力，能够解决单相无刷直流电机反向起动困难的问题；通过实验验证，本发明中的单相无刷直流电机正、反向都能成功起动，其控制效果十分明显。

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其涉及一种单相无刷直流电机双向起动的控制方法。

背景技术

单相无刷直流电机由于制造简单，成本较低，广泛应用于低成本、小功率的设备，如风机、水泵等。

单相无刷直流电机受到的转矩主要分为两类：一类是由于电机转动时定、转子之间气隙磁导发生变化引起的齿槽转矩，另一类是电动机定、转子磁动势相互作用产生的电磁转矩。

单相无刷直流电机静止时会停在齿槽转矩为零的位置，当采用对称结构时，齿槽转矩和电磁转矩的零点重合，通电后无法起动，这一位置称为死点。为解决起动死点问题，常将电机本体设计成不对称结构，使零电磁转矩位置和零齿槽转矩位置成一定角度，实现单相无刷直流电机的自起动。

但由于结构的不对称性，单相无刷直流电机双向起动能力有所差异，难以反向起动。因此，在单相无刷直流电机的研究中，十分有必要对起动的控制进行优化，采用合适的控制方法，提高单相无刷直流电机的双向起动能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单相无刷直流电机双向起动的控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种单相无刷直流电机双向起动的控制方法，包括以下步骤：

(1)在第k个采样周期内，采集转子位置信号hall_k。

(2)判断是否k≥2：如是，继续执行步骤(3)；如否，则跳转至步骤(5)。

(3)判断是否hall_k＝hall_k-1：如是，继续执行步骤(4)；如否，根据步骤(1)采集的转子位置信号hall_k，导通使电机沿目标转向旋转的一对功率管，得到电压给定信号跳转至步骤(6)；其中u_max为软起动的电压限幅值。

(4)计算电机的起动时间k·T_s，其中t_max为电机起动最长时间，T_s为采样周期；判断是否k·T_s＞t_max：如是，根据步骤(1)采集的转子位置信号hall_k，导通使电机沿目标转向的反方向旋转的一对功率管，得到电压给定信号跳转至步骤(6)；如否，跳转至步骤(5)。

(5)根据步骤(1)采集的转子位置信号hall_k，导通使电机沿目标转向旋转的一对功率管，根据方波软起动的起动控制方法，得到电压给定信号

式中，u_min、n、t_step分别为软起动的电压初始值、升压步数、每步时间间隔，int表示将浮点类型变量转换为整型变量。

(6)根据电压给定信号输出电压起动电机。

进一步地，所述步骤(1)中转子位置信号hall_k由位置传感器获得。

进一步地，所述步骤(1)中转子位置信号hall_k由霍尔传感器获得。

进一步地，所述步骤(1)中转子位置信号hall_k由无传感器的控制方法获得。