用于控制多相电机的方法技术

本发明专利技术涉及用于控制多相致动器的方法，该方法包括：向每个相位供应周期性变化的电压，该电压具有间隔P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制多相电机的方法
本专利技术涉及由微控制器以步进模式控制的多相无刷致动器的领域。本专利技术涉及旋转致动器和线性致动器两者。以非限制的方式，本专利技术涉及用于流体控制的致动器的领域，该流体可以是制冷剂或者可以不是制冷剂。这样的致动器通常包括设置有永磁体的转子，该转子通过由电力电子设备控制的一组线圈产生的磁场来移动。每个线圈是否被供电限定了转子相对于定子的相对位置。全步式步进马达具有有限数目的离散位置(通常与定子上的磁极的位置一样多)，但是成比例控制的步进马达可以提高精度。由于马达在两个步之间具有多个平衡位置，因此使用术语“微步”。在本专利中，术语“步”将可互换地指定为全步或“微步”。
技术介绍
在现有技术中已知美国专利US2013043822，并且该美国专利描述了用于利用位置反馈设备控制步进马达的技术方案，该位置反馈设备具有马达轴的每圈200步的分辨率能力，用于步偏移检测和马达步恢复。周期性且循环地计算位置偏差，从对应的指令位置减去返回位置，以隐含地确定马达的负载角度和操作状态，负载角度限定为磁通势的最大值与转子的直轴(通常称为“d轴”)之间的角度，也就是由马达的卷绕定子产生的磁场矢量与转子的磁场矢量之间的角度差。如果负载角度在设定的允许值范围内，则无需调节即可保持步进马达的沿着编程轨迹的正常操作。然而，负载角度超过该范围的极限则表明发生了失步，并且系统控制器启动一个动作来恢复失去的马达步，以恢复同步。专利申请US2008100249描述了控制步进马达的旋转的另一示例，包括以下步骤：-在所述马达的旋转期间，连续地确定定子场相对于步进马达内的转子的旋转位置；以及-当超过第一预定量并且所述转子滞后于所述定子场时，延迟所述定子场的旋转，以使所述马达的性能最佳。专利US5029264描述了用于移动托架的步进马达的应用；-检测装置，该检测装置用于检测所述步进马达的转子的角度位置，该检测装置产生针对所述转子的每个预定的旋转角度的脉冲信号。-控制装置，该控制装置用于对来自所述检测装置的脉冲信号进行计数，根据通过所述控制装置计数的脉冲信号检测所述托架的位置，传送用于启动及停止所述托架的控制信号，以及传送初始化信号；-电流切换装置，该电流切换装置用于对来自所述检测装置的脉冲信号进行计数，并且根据通过所述电流改变装置计数的脉冲信号来改变供应至所述步进马达的线圈的励磁电流，以执行闭环控制，电流切换装置还响应于来自所述控制装置的初始化信号来执行所述步进马达的步进马达驱动，所述电流改变装置使所述转子处于稳定位置并且使计数值返回到基准值，响应于来自所述控制装置的启动控制信号来启动励磁电流改变控制，并且响应于来自所述控制装置的停止指令来停止励磁电流改变控制。JP2007259568公开了一种具有微步功能的步进马达驱动设备，在该步进马达驱动设备中，每当施加外部驱动脉冲并且对基本步角度进行分段时，正弦电流就流过马达绕组。该驱动设备包括：角度检测器，该角度检测器用于检测转子的旋转角度；运动控制器，该运动控制器从外部控制脉冲和转子的旋转角度计算励磁角度；逆变器，该逆变器用于驱动步进马达；电流控制器，该电流控制器用于控制步进马达的电流；电流检测器，该电流检测器用于检测马达电流；以及电流指令发生器，该电流指令发生器用于产生电流幅值指令。驱动装置形成为使得在马达停止的情况下由电流指令发生器产生两个不同的电流指令时使用与所获得的角度检测器的输出改变有关的信息来校正角度指令。现有技术的缺点现有技术的技术方案在某些情况下特别是在致动器已经达到停止时导致相对较高的电流消耗，并且导致超过控制位置所需的电能水平。现有技术的技术方案不能动态且连续地调节供应至定子部分的电流，从而不能根据施加至转子的瞬时负载来使所述电流最小化。这种不能根据负载而进行的调节意味着更大的能量消耗以及由定子线圈的焦耳效应的引起的自发热，从而损害所述马达的性能。专利US8810187B2提出了周期性地监测转子的运动，以验证是否遵守控制步骤，但是没有设置负载角度的任何连续监测。此外，它不会动态地修改在每个步骤中所注入的电流的幅值。专利US2008100249对运动速度而不是电流进行校正。专利US5029264涉及步进马达的需要PID控制器的BLDC控制，PID控制器需要进行大量计算并且能够产生设定点超限。专利JP2007259568提出了测量转子的位置，以改变步进控制相位，但是不改变电流的幅值。
技术实现思路
本专利技术涉及用于控制多相致动器的方法，该方法包括向每个相位供应周期性变化的电压，该电压具有步(pas)Pi的周期性序列，步Pi具有恒定的持续时间和幅值An,i，其中，n对应于相位的序号(例如，三相马达具有3个相位序号)，并且i对应于步的序号(rang)(例如，每个电周期的48步控制具有48个序号)，确定致动器的转子的目标位置PCi，以限定正弦电压包络线，所述致动器还包括可移动构件、配备有电线圈的定子、以及检测所述可移动构件相对于所述定子的机械位置的传感器、以及微控制器，其特征在于：·所述微控制器在时间T传感器处确定所述机械构件的机械位置；·所述微控制器在所述时间T传感器的每个时间T传感器处计算所述机械位置与对应于步Pi的目标位置PCi之间的差异，并且所述微控制器根据所述差异计算系数k；·所述微控制器通过系数k对施加至所述相位的电力供应的幅值进行加权，以向所述相位供应加权的幅值电压An,i*k(An,i乘以k)。在本专利技术中，可以考虑的是，向马达的每个相位供应根据脉冲宽度调制(PWM)的电压。所讨论的系数k是修改占空比并且因此修改施加至每个相位的电压的平均水平的系数。与现有技术相比，此处提出的技术方案的优势在于：控制的动态范围；在每个时间T传感器处调节至移动构件的实际位置；以及即使在零速度或降低速度下也能操作的能力，该原理独立于该速度。根据优选实施方式，该方法包括所述机械构件的机械位置的针对步Pi的至少一个获取时间T传感器，更优选地，包括至少四个获取时间T传感器。所述系数k可以与所述机械位置和对应于步Pi的目标位置PCi之间的差异成比例，但是可以使用任何其他数学函数。本专利技术将优选地用于作为致动器的转子的可移动构件，以避免被由机械间隙引起的误差所阻碍，但是所述可移动构件也可以通过转子经由运动转换构件来移动。在一个实施方式中，所述转子可以移动通过多圈。该运动是螺旋形的，并且圈的相对于初始位置的序号通过由二维磁传感器传送的信号的范数来确定。在这种情况下，将圈的序号与先前记录的值进行比较。在另一实施方式中，该方法包括校准步，该校准步包括：控制可移动构件到机械止动的运动；以及通过所述系数k达到阈值k阈值来检测锁定；以及在存储器中记录与达到的该阈值相对应的步Pi作为所述可移动构件的基准P0。在另一实施方式中，该方法包括将可移动构件保持成处于非操作位置的步骤，该步骤包括：周期性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制多相致动器的方法，所述方法包括：向每个相位供应周期性变化的电压，所述电压具有步P

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180409 FR 18530701.一种用于控制多相致动器的方法，所述方法包括：向每个相位供应周期性变化的电压，所述电压具有步Pi的周期序列，所述步Pi具有恒定的持续时间和幅值An,i，其中，n对应于相位的序号，并且i对应于步的序号；确定所述致动器的转子的目标位置PCi，以限定正弦电压包络线，所述致动器还包括可移动构件、配备有电线圈的定子、以及检测所述可移动构件相对于所述定子的机械位置的传感器以及微控制器，其特征在于：
·所述微控制器在时间T传感器处确定所述机械构件的所述机械位置；
·所述微控制器在所述时间T传感器的每个时间T传感器处计算所述机械位置与对应于所述步Pi的所述目标位置PCi之间的差异，并且所述微控制器根据所述差异计算系数k；
·所述微控制器通过所述系数k对施加至所述相位的电力供应的幅值进行加权，以向所述相位供应加权的幅值电压An,i*k。


2.根据权利要求1所述的用于控制多相致动器的方法，其特征在于，所述方法包括所述机械构件的所述机械位置的针对步Pi的至少一个获取时间T传感器。


3.根据权利要求1所述的用于控制多相致动器的方法，其特征在于，所述方法包括所述机械构件的所述机械位置的针对步Pi的至少四个获取时间T传感器。


4.根据权利要求1所述的用于控制多相致动器的方法，其特征在于，所述系数k与所述机械位置和对应于所述步Pi的所述目标位置PCi之间的差异成比例。


5.根据权利要求1所述的用于控制多相致动器的方法，其特征在于，所述可移动构件是所述转子。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：若弗鲁瓦·佩特雷门特，纪尧姆·卡莱兰特，
申请(专利权)人：移动磁体技术公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR