[发明专利]基于有感无刷电机的提前角计算的自适应控制方法

说明书

本发明公开了一种基于有感无刷电机的提前角计算的自适应控制方法，当电机在设定的转速和功率工作时，电机控制器中带提前角计算公式的自动运算软件模块启动，对提前角进行微调并记录相关数据；电机运行一段时间后，提前角进行微调的范围达到设定的范围后，对所有微调过程中的电机运行效率数据进行对比，获取最高运行效率对应的提前角对提前角计算公式进行修正，并将修正后的提前角计算公式的相关参数存储在可读取可擦写的存储器中，以供电机以后运行中调用。它节省了大量资源和时间，得到的提前角计算公式可以确定为该电机在该条件下的最佳提前角公式，提高电机效率，增加产品竞争性。

技术领域

本发明涉及基于有感无刷电机的提前角计算的自适应控制方法。

背景技术

直流无刷电机BLDC motor，由于节能环保及可控性高被广泛应用在各种电器设备中，直流无刷电机目前有2种控制方式，一种是带霍尔元件检测转子位置的有感无刷电机（采用标量控制技术）；另一种是检测线圈绕组的相电流来获取转子位置，即是无位置传感的无刷电机， 通常是采用矢量控制技术，对电机相电流进行坐标变换进行矢量控制，得到转子坐标系上的电流Id 和Iq，通过调节Id 的值来实现弱磁调速，这种方法的实现比较复杂，运算繁琐，占用微处理器CPU 的大量运算资源，因此对微处理器CPU 要求高，成本较高，另外也需要准确的转子位置和准确的相电流信息，计算繁琐。

本发明正是针对有感无刷电机的控制进行方案设计，见专利号为CN201410033713.8、名称为一种扩展ECM电机转速范围的控制方法的发明专利中披露了提前角α的计算函数F（I，n) 是α=K1×I+K2+n×K3, 其中K1、K2和K3 是系数，I 为电机实时测得的直流母线电流值，n 为电机实时转速。该发明主要解决的技术问题是，无须采用传统的矢量弱磁控制，利用提前角的控制，简化计算和控制，降低微处理器的运算要求，从而降低产品的成本。提前角α的计算算法是写在微处理器的软件程序中，而软件程序是固化在ROM存储器中，是不能更改的，因此，必须需要软件工程师耗费一天乃至更多的时间去测试不同的提前角的效率，然后再整合成公式并写进算法，见图1所示。而现如今对于一款新的系列的有感直流无刷电机的提前角公式，软件设计师至少需要花费小半天的时间去测试然后整合，而且简化过程后，我们所得到的并不能确保是最佳解的提前角公式。

现有方案存在如下问题：

（1）耗费大量时间，并且需要占用稀有资源（测功机）才能完成测试；

（2）简化后的方式无法确保得到的公式为最佳提前角公式，因为客户应用的环境不同会导致提前角计算公式的差异；

（3）提前角α的计算函数F较为复杂，含有两个变量母线电流值I 和转速n,导致运算复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于有感无刷电机的提前角计算的自适应控制方法，能解决现有技术中的有感无刷电机提前角计算公式需要耗费大量人工测试时间、整合时间，且占用测功机资源，无法确保得到的公式为最佳提前角公式的技术问题。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

当电机在设定的转速和功率工作时，电机控制器中带提前角计算公式的自动运算软件模块启动，对提前角进行微调并记录相关数据；

电机运行一段时间后，提前角进行微调的范围达到设定的范围后，对所有微调过程中的电机运行效率数据进行对比，获取最高运行效率对应的提前角对提前角计算公式进行修正，并将修正后的提前角计算公式的相关参数存储在可读取可擦写的存储器中，以供电机以后运行中调用。

上述的设定的范围是指电机在最大提前角Amax与最小提前角Amin之间的范围。

上述所述的效率数据是电机控制器中微处理器相逆变电路输出PWM信号的占空比，占空比最小视为运行效率最高。

上述的提前角计算公式按一阶线性函数来设定：α=K×Idc+C，其中α是提前角，Idc是母线电流，K和C是常数；修正后的提前角计算公式的相关参数是指修正后的参数K和C。