一种直流无刷电机无感启动方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及直流无刷电机技术领域，具体公开了一种直流无刷电机无感启动方法，其中，包括：确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系；根据初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置；根据直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序；当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序；重复执行检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速。本发明专利技术还公开了一种直流无刷电机无感启动装置及系统。本发明专利技术提供的直流无刷电机无感启动方法避免了电机反转有可能造成的机械损害。

【技术实现步骤摘要】
一种直流无刷电机无感启动方法、装置及系统
本专利技术涉及直流无刷电机
，尤其涉及一种直流无刷电机无感启动方法、一种直流无刷电机无感启动装置及直流无刷电机无感启动系统。
技术介绍
直流无刷电机无感方式控制最大的难点并不是位置检测和换相，而是启动方式。由于电机绕组的反电动势与转速正相关，当转速很低时，电机绕组反电动势也非常小以致很难准确检测。因此电机从零转速启动时，反电动法常常不能适用，必须先借助其他方法将电机拉到一定速度，使电机绕组反电动势达到能够被检测的水平，才能切换到反电动势法进行控制。只有先确定了静止时转子的位置，才能决定启动时第一次应触发哪两个开关管，确定转子初始位置的过程叫做定位。现有传统方案中最常用的方法是“两相通电法定位”，给任意两相通电，并控制电机电流不致过大，通电一段时间后，转子就会转到与该通电状态对应的预知位置，完成转子定位。以图1为例，若给AB相通电，则定子磁势的位置如图所示，此时若转子磁势如图标位置，则转子顺时针转过120°电角度，与定子磁场方向对齐。但是这个方法存在一个问题，如果AB通电前转子恰好在与Fa方向相反的位置，则通电后磁场力的方向与转子成180°角，会形成死锁，转子不会转动，造成定位错误。为了避免这个问题，可以先给AC、BC通电，形成的磁场方向与Fa垂直，则转子必会转到Fa垂直的位置，然后再给AB通电，则能够保证转子转到Fa方向。“两相通电法定位”的一个缺点是通电时间长短不好确定，若太短则不能保证定位完成，若太长则又会造成过流，必须通过反复试验来确定合适的通电时间，且启动时负载变化也会影响通电时间。此种定位方式在确定通电时间上难以掌控，不是最优定位方式，同时该方法无法确定初始转向，不能适用于一些不允许电机反转的场合。
技术实现思路
本专利技术提供了一种直流无刷电机无感启动方法、一种直流无刷电机无感启动装置及直流无刷电机无感启动系统，解决相关技术中存在的电机启动时存在电机反转造成的机械损害的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种直流无刷电机无感启动方法，其中，包括：确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系；根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置；根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动；当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序；重复执行所述检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速。进一步地，所述确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系，包括：根据直流无刷电机数学模型确定直流无刷电机静止时电枢绕组相电压；根据所述电枢绕组相电压确定电枢绕组电流；根据所述电枢绕组电流的大小关系确定初始电感大小关系。进一步地，所述根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置，包括：根据直流无刷电机换向原理，将直流无刷电机转子位置的区间划分为六个；选择空间矢量脉宽调制的基本六个非0检测电压矢量，且每个检测电压矢量均位于每个直流无刷电机转子运行空间的中间位置；当每个检测电压矢量经过预设作用时间后，获得六个电流峰值；将六个电流峰值中最大电流峰值对应的检测电压矢量所在区间确定为所述直流无刷电机转子所在区间。进一步地，所述根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动，包括：根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始开关管的通断，并控制所述直流无刷电机转子转到下一个位置。进一步地，所述当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序，包括：当直流无刷电机转子加速后，确定直流无刷电机绕组的当前电感大小关系；根据所述直流无刷电机绕组的当前电感大小关系确定直流无刷电机转子的当前位置；根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整当前开关管的通断状态。进一步地，所述重复执行所述检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速，包括：当直流无刷电机转子再次加速后，重复执行如下步骤：确定直流无刷电机绕组的当前电感大小关系；根据所述直流无刷电机绕组的当前电感大小关系确定直流无刷电机转子的当前位置；根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整当前开关管的通断状态；当直流无刷电机转子的速度达到目标转速时，停止执行上述步骤。作为本专利技术的另一个方面，提供一种直流无刷电机无感启动装置，其中，包括：第一确定模块，用于确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系；第二确定模块，用于根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置；第三确定模块，用于根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动；检测模块，用于当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序；调整模块，用于重复执行所述检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速。作为本专利技术的另一个方面，提供一种直流无刷电机无感启动系统，其中，包括：驱动器、上臂开关管、下臂开关管、三相绕组和前文所述的直流无刷电机无感启动装置，所述驱动器与所述直流无刷电机无感启动装置通信连接，所述上臂开关管和下臂开关管均与所述驱动器连接，所述三相绕组分别与所述驱动器、上臂开关管和下臂开关管连接，所述上臂开关管和下臂开关管互补；所述直流无刷电机无感启动装置用于输出开关信号；所述驱动器用于根据所述开关信号驱动上臂开关管和下臂开关管的通断。进一步地，所述直流无刷电机无感启动装置包括MCU控制器。进一步地，所述驱动器包括IRS2101S驱动器。本专利技术提供的直流无刷电机无感启动方法，在电机静止时通过向电机注入电压矢量进行转子初始位置辨识，避免了电机反转有可能造成的机械损害。利用电机绕组电感变化来检测转子初始位置，实现初步定位，同时在电机启动过渡到加速段中利用变感检测法来对转子定位，调整通电相序，重复几个周期能够更准确平稳过渡到预设高速阶段。相比传统的两相通电法实现转子定位，本专利技术使用检测电感的变化来实现转子定位避免电机反转带来的损坏和适用不能反转的应用场景，另外，本专利技术不依赖电机的任何特性，对任意电机都适用，同时不受负载变化的影响，且还能够适用于电机启动不允许反转的场合。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为转子定位示意图。图2为本专利技术提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，包括：/n确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系；/n根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置；/n根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动；/n当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序；/n重复执行所述检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，包括：
确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系；
根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置；
根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动；
当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序；
重复执行所述检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序的步骤，直至直流无刷电机运转到目标转速。


2.根据权利要求1所述的直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，所述确定直流无刷电机绕组的初始电感大小关系，包括：
根据直流无刷电机数学模型确定直流无刷电机静止时电枢绕组相电压；
根据所述电枢绕组相电压确定电枢绕组电流；
根据所述电枢绕组电流的大小关系确定初始电感大小关系。


3.根据权利要求1所述的直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，所述根据所述初始电感大小关系确定直流无刷电机转子初始位置，包括：
根据直流无刷电机换向原理，将直流无刷电机转子位置的区间划分为六个；
选择空间矢量脉宽调制的基本六个非0检测电压矢量，且每个检测电压矢量均位于每个直流无刷电机转子运行空间的中间位置；
当每个检测电压矢量经过预设作用时间后，获得六个电流峰值；
将六个电流峰值中最大电流峰值对应的检测电压矢量所在区间确定为所述直流无刷电机转子所在区间。


4.根据权利要求1所述的直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，所述根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始通电的相序，以启动直流无刷电机的转子转动，包括：
根据所述直流无刷电机转子初始位置确定初始开关管的通断，并控制所述直流无刷电机转子转到下一个位置。


5.根据权利要求4所述的直流无刷电机无感启动方法，其特征在于，所述当直流无刷电机转子加速后，检测直流无刷电机转子的当前位置，并根据所述直流无刷电机转子的当前位置调整通电的相序，包括：
当直流无刷电机转子加速后，确定直流无刷电机绕组的当前电感大小关系；
根据所述直流无刷电机绕组的当前电感大小关系确定直流无刷电机转子的当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙乾程，钱斌，徐琴，
申请(专利权)人：中电海康无锡科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32