电机控制方法、电机控制系统及行驶装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电机控制方法，通过获取电机工作电压、特性曲线和工作参数，计算电机在不同模态下的效率，进而比较各模态下的工作效率的高低，选择效率较高的模态为电机工作模态。有利于平稳地实现电机在不同模态下的效率检测，从而提高电机整体的工作效率。

Motor control method, motor control system and driving device

The invention provides a motor control method, by obtaining the working voltage, the characteristic curve and the working parameters of the motor, and calculates the efficiency of the motor under different modes, and then compares the working efficiency of each mode, and selects the mode with higher efficiency, which is the motor working mode. It is conducive to the smooth realization of the efficiency detection of the motor under different modes, thus improving the working efficiency of the motor as a whole.

【技术实现步骤摘要】
电机控制方法、电机控制系统及行驶装置
本专利技术涉及电机领域，尤其是涉及一种电机控制方法、电机控制系统及行驶装置。
技术介绍
电机分为单模态电机和多模态电机。单模态电机具有固定的内部特征如固定的绕组和固定的磁通，多模态电机具有最少一个可变的内部特征，如绕组或磁通。目前的飞行器、电动车或船等行驶装置通常使用单模态电机，工作电压固定时只有一个最佳效率点。然而行驶装置在不同的工作环境下对电机的动力输出有不同的要求，如行驶装置在启动或负载较大时，需要低转速大扭矩，有较高的转速常数的适合高速运行的电机这些工况下但会产生过大的电枢电流，发热严重。然而有较低的转速常数的适合低速运行的电机利于行驶装置启动和重载运行，但无法高速运转，行驶装置只能低速行驶。单模态电机无法在不同的工况下达到最佳效率状态，从而使得行驶装置整体行驶效率较低。为解决单模态电机难以适应不同工况的问题，出现了模态可切换的多模态电机。参见专利电机多模态控制方法及系统，申请号为CN201610723477.1。通过切换绕组和电压的模式，使得一个电机能够在多种模态下工作，同时满足电机在低转速大扭矩和高转速小扭矩两种工作状态下的需要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种可靠的且稳定性好的电机控制方法。本专利技术的第二目的是提供一种可靠的且稳定性好的电机控制系统。本专利技术的第三目的是提供一种可靠的、工作效率高的行驶装置。为实现第一目的，本专利技术提供一种电机控制方法，所述电机具有至少两种模态，控制步骤如下：S1、电机在第一电压和第一模态下运行第一预定时间，获取第一工作参数，并根据第一电压和第一模态获取第一特性曲线，根据第一工作参数和第一特性曲线计算出电机的第一效率。S2、电机在第二电压和第二模态下运行第二预定时间，获取第二工作参数，并根据第二电压和第二模态获取第二特性曲线，根据第二工作参数和第二特性曲线计算出电机的第二效率。S3、比较第一效率和第二效率的高低，选择较高效率所对应的模态作为工作模态。S4、监测工作参数，工作参数满足预定条件时，返回步骤S1。由上述方案可见，通过获取电机工作参数、工作电压和特性曲线，计算电机在不同模态下的效率，进而比较各模态下的工作效率的高低，选择效率较高的模态为电机工作模态。该方案还允许电机在第一电压和第一模态下运行的转速与在第二电压和第二模态下运行的转速相当。有利于平稳地实现电机在不同模态下的效率检测，从而提高电机整体的工作效率。实现电机在不同的工况下自动快速地选择效率较高的工作模态，无需繁琐的人为控制步骤，提高了电机的自适应能力。进一步方案为，第一工作参数为第一工作电流，第二工作参数为第二工作电流。通过检测电流获取电机的效率，有利于提高电机参数检测的响应速度及可靠性，降低成本。进一步方案为，获取与需要进行比较的模态对应的不同电压下的转矩转速曲线的集合；获取电机的转速和转矩，根据转速、转矩和转矩转速曲线的集合计算电机的工作电压。该方案可使电机在模态切换时维持恒定转速，减少检测过程的输出波动。简单可靠。进一步方案为，预定条件为工作参数的有效变化幅度大于预定幅度,且维持预定时间。该方法有利于准确有效判断电机工况的变化，避免电机控制系统由于工况的短暂波动而频繁地执行效率判断。进一步方案为，第一模态具有第一绕组，第二模态具有第二绕组。另一方案为，第一模态具有第一磁通量，第二模态具有第二磁通量。为实现本专利技术的第二目的，本专利技术提供一种电机控制系统包括电机、检测单元和调速单元，所述电机具备最少两种模态。此电机控制系统还包括：用于存储电机的特性曲线的数据存储单元和用于切换电机的工作模态的模态切换单元。控制单元分别与检测单元、调速单元、数据存储单元和模态切换单元电连接。控制单元通过检测单元获取电机在第一电压和第一模态下运行第一预定时间的第一工作参数，电机在第二电压和第二模态下运行第二预定时间的第二工作参数。控制单元从数据存储单元中获取电机在第一电压和第一模态下的第一特性曲线，电机在第二电压和第二模态下的第二特性曲线。控制单元根据第一工作参数和第一特性曲线计算出电机的第一效率，根据第二工作参数和第二特性曲线计算出电机的第二效率。控制单元比较第一效率和第二效率的高低，通过模态切换单元控制电机在较高效率的模态下工作。由上述可见，通过检测单元获取电机工作参数、工作电压和特性曲线，控制单元根据工作参数和数据存储单元存储的电机特性曲线计算电机在不同模态下的效率，进而比较各模态下的工作效率的高低，选择效率较高的模态为电机工作模态。有利于平稳地实现电机在不同模态下的效率检测，从而提高电机整体的工作效率。实现电机在不同的工况下自动快速地选择效率较高的工作模态，无需繁琐的人为控制步骤，提高了电机的自适应能力。进一步方案为，检测单元包括电流传感器、转速传感器和转矩传感器。进一步方案为，模态切换单元为绕组控制装置或磁通量控制装置。为实现本专利技术的第三目的，本专利技术提供一种行驶装置，行驶装置的驱动系统包括上述任一电机控制系统。行驶装置在不同的工况下，电机控制系统智能判断各工作模态的效率，选择较高工作效率的工作模态，有利于提高行驶装置的工作效率。此电机控制系统的控制方法允许检测电机在不同模态下运行的效率时，维持电机的恒定转速，有效减少检测过程的输出波动，有效提高行驶装置行驶速度的稳定性。附图说明图1是本专利技术电机控制方法的流程图；图2是图1优化的电机控制方法的流程图；图3是本专利技术电机控制系统的结构框图。具体实施例有效数据是指排除由干扰引起的无效或异常数据后得到的数据，本专利技术所描述的有效变化幅度是指有效数据的变化幅度。多模态电机具有最少一个可变的内部特征，如绕组或磁通。通过切换线圈匝数、串并联支路数或星线圈的三角连接方式即可实现电机的绕组特征的改变。将电机绕组引出，通过继电器切换电路或MOS开关切换电路即可实现绕组的连接方式的切换，此时继电器或MOS开关切换电路充当模态切换单元。通过调节气隙大小、永磁体或励磁绕组的磁通即可实现磁通量的改变。例如，将定子齿的工作面和转子上永磁体的工作面设置为吻合的锥面，控制转子相对定子轴向移动即可调节气隙大小，此时，控制转子轴向移动的机构为模态切换单元。用于电机永磁体充消磁的装置充当模态切换单元。控制励磁绕组电流强弱的电流控制模块充当模态切换单元。模态切换不限于控制电机的单个内部特征，还可以控制电机的两个或更多的内部特征。例如，模态切换单元可以由MOS开关切换电路和控制励磁绕组电流强弱的电流控制模块共同组成。电机控制方法实施例电机控制方法，电机具有至少两种模态，如图1所示，控制方法的步骤如下：S1.电机在第一电压和第一模态下运行第一预定时间，获取第一工作参数，并根据第一电压和第一模态获取第一特性曲线，根据第一工作参数和第一特性曲线计算出电机的第一效率。S2.电机在第二电压和第二模态下运行第二预定时间，获取第二工作参数，并根据第二电压和第二模态获取第二特性曲线，根据第二工作参数和第二特性曲线计算出电机的第二效率。S3.比较第一效率和第二效率的高低，选择较高效率所对应的模态作为工作模态。S4.监测工作参数，判断工作参数是否满足预定条件。满足预定条件时返回步骤S1；若不满足，重复步骤S4。通过获取电机工作电压、特性曲线和工作参数，计算电机在不同模态下的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电机控制方法，所述电机具有至少两种模态，其特征在于：S1. 所述电机在第一电压和第一模态下运行第一预定时间，获取第一工作参数，并根据所述第一电压和所述第一模态获取第一特性曲线，根据所述第一工作参数和所述第一特性曲线计算出所述电机的第一效率；S2. 所述电机在第二电压和第二模态下运行第二预定时间，获取第二工作参数，并根据所述第二电压和所述第二模态获取第二特性曲线，根据所述第二工作参数和所述第二特性曲线计算出所述电机的第二效率；S3. 比较所述第一效率和所述第二效率的高低，选择较高效率所对应的模态作为工作模态；S4. 监测所述工作参数，所述工作参数满足预定条件时，返回S1。

【技术特征摘要】
1.电机控制方法，所述电机具有至少两种模态，其特征在于：S1.所述电机在第一电压和第一模态下运行第一预定时间，获取第一工作参数，并根据所述第一电压和所述第一模态获取第一特性曲线，根据所述第一工作参数和所述第一特性曲线计算出所述电机的第一效率；S2.所述电机在第二电压和第二模态下运行第二预定时间，获取第二工作参数，并根据所述第二电压和所述第二模态获取第二特性曲线，根据所述第二工作参数和所述第二特性曲线计算出所述电机的第二效率；S3.比较所述第一效率和所述第二效率的高低，选择较高效率所对应的模态作为工作模态；S4.监测所述工作参数，所述工作参数满足预定条件时，返回S1。2.根据权利要求1所述电机控制方法，其特征在于：所述第一工作参数为第一工作电流；所述第二工作参数为第二工作电流。3.根据权利要求1所述电机控制方法，其特征在于：获取与需要进行比较的模态对应的不同电压下的转矩转速曲线的集合；获取所述电机的转速和转矩，根据所述转速、所述转矩和所述转矩转速曲线的集合计算所述电机的工作电压。4.根据权利要求1所述电机控制方法，其特征在于：所述预定条件为所述工作参数的有效变化幅度大于预定幅度,且维持预定时间。5.根据权利要求1所述电机控制方法，其特征在于：所述第一模态具有第一绕组，所述第二模态具有第二绕组。6.根据权利要求1所述电机控制方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春旺，
申请(专利权)人：珠海磐磊智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44