[发明专利]一种直流无刷高速电机用弱磁控制装置及系统

说明书

本发明公开了一种直流无刷高速电机用弱磁控制装置及系统，包括电源开关、高速电机、控制器、电流检测模块、锁存保护模块、数据采集模块、执行模块、处理器、信号报警模块、数据存储模块以及模式选择模块；数据采集模块用于获取高速电机的转子速度，并将转子速度反馈至处理器；模式选择模块用于对高速电机进行运行模式的选择，高速电机运行模式包括恒转矩模式以及恒功率弱磁模式，通过转速以及电流的比较来进行恒转矩模式以及恒功率弱磁模式的选取，充分利用高速电机的产品特点，实现对高速电机性能的最佳利用。

技术领域

本发明涉及一种直流无刷高速电机，具体为一种直流无刷高速电机用弱磁控制装置及系统，属于弱磁控制技术领域。

背景技术

永磁无刷直流电机既具有交流电机的无刷结构和运行可靠等优点，又具备直流电机调速性能好的特点，且因无需励磁绕组，能做到体积小，功率密度高，因此广泛用于工业、车辆、家电、计算机及军事等诸多领域。

公开号为CN109660164B的专利公开了一种永磁同步电机深度弱磁控制装置及方法，由转矩对应表、极坐标控制器和动态控制器组成，极坐标控制器由调节器和极坐标变换两部分构成；采用该方法能够提高永磁同步电机高速弱磁运行的稳定性、动态响应速度和转矩控制精度，适用于电动汽车、混合动力汽车及其它以永磁同步电机作为驱动动力的交通运输设备。

然而，现有的直流无刷高速电机没有根据高速电机的转速以及电流对恒转矩模式以及恒功率弱磁模式的自动切换，无法直接实现弱磁控制，而难以用于需求恒功率负载的场合。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流无刷高速电机用弱磁控制装置及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种直流无刷高速电机用弱磁控制系统，包括电源开关、高速电机、控制器、电流检测模块、锁存保护模块、数据采集模块、执行模块、处理器、信号报警模块、数据存储模块以及模式选择模块；

所述数据采集模块用于获取高速电机的转子速度，并将转子速度反馈至处理器；模式选择模块用于对高速电机进行运行模式的选择，其中，高速电机运行模式包括恒转矩模式以及恒功率弱磁模式，具体的处理判断过程包括以下步骤：

步骤一：控制器控制给定高速电机转速控制高速电机进行旋转，将给定高速电机转速定义为给定转速，并同时发送采集信号至数据采集模块，数据采集获取高速电机的实际转速；并将实际转速发送至处理器；

步骤二：处理器接收给定转速和实际转速后，分别将给定转速和实际转速标记为Vg、Vs；处理器设定速度误差阈值；

步骤三：利用计算公式计算速度误差Wv，计算公式为其中α为修正因子；

步骤四：当速度误差Wv大于速度误差阈值时，处理器发送报警信号至控制器，控制器控制信号报警模块进行转速报警；

当速度误差Wv小于速度误差阈值时，处理器发送电流检测信号至电流检测模块，电流检测模块进行高速电机的电流检测；

步骤五：电流检测模块通过桥式整流，获得三相电流信号，再通过一个电压比较器鉴别电流值，电流检测模块将电流值反馈回处理器；

步骤六：处理器将电流值标记为Ic，处理器设定电流设定值Is；当Ic＞Is时，处理器发送过流信号至控制器，控制器控制锁存保护模块进行比较器翻转，并输出ERROR报警信号至信号报警模块，同时ERROR报警信号经触发器锁存后，并送至数字信号处理单元，实现硬件封锁；

同时ERROR报警信号作用于电源开关，给IPM六路触发脉冲实现隔离的光耦器件供电，通过切断光耦电源阻断输出脉冲实现过流保护；