电机应用于机械旋转开关的方法技术

本申请公开了一种电机应用于机械旋转开关的方法，所述方法的一具体实施方式包括：预先定义转子磁链与三相ABC坐标系中A轴重合时的位置为一个档位，转子的极数为M，则每档对应的角度值为360/M；采用磁导向控制直轴电流取值为预设电流值，交轴电流取值为零，驱动转子转动到最近的一个档位，即初始档位；采用磁导向控制交轴电流取值为零，通过调节直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力；检测所述转子的当前转动角度，根据当前转动角度、每档对应的角度值，计算转子转动的档数。该实施方式中用户所感知的转动挡数与计算得到的档数相同，实现了用电机模拟机械旋转开关。实现了用电机模拟机械旋转开关。实现了用电机模拟机械旋转开关。

【技术实现步骤摘要】
电机应用于机械旋转开关的方法


[0001]本申请涉及电机领域，具体涉及电机应用于机械换挡开关的方法。

技术介绍

[0002]机械旋转开关在曾经生活中比较常见，用户在使用旋转开关的过程中，能明显的感觉到阻力的存在。例如，旧式风扇圆形扭动机械换挡开关。
[0003]目前机械旋转开关越来越多的被电子开关所取代。例如，选择按钮与显示屏结合的电子开关。或纯触控屏式的电子开关，用户只需在触控显示屏上滑动、点击选择所要的档。
[0004]电机的主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。现实中并未记载用电机模拟机械旋转开关的方法。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于创造性的用电机模拟机械旋转开关。
[0006]本申请提供了一种电机应用于机械旋转开关的方法，所述方法包括：预先定义转子磁链与三相ABC坐标系中A轴重合时的位置为一个档位，转子的极数为M，则每档对应的角度值为360/M；采用磁导向控制直轴电流取值为预设电流值，交轴电流取值为零，驱动转子转动到最近的一个档位，即初始档位；采用磁导向控制交轴电流取值为零，通过调节直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力；检测所述转子的当前转动角度，根据所述当前转动角度、每档对应的角度值，计算所述转子转动的档数。
[0007]在一些实施例中，所述采用磁导向控制交轴电流取值为零，通过调节直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力，包括：设计电流值在两个相邻档位间，随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波变换或三角波变换，得到正弦电流值或三角电流值；采用磁导向控制交轴电流的取值为零，直轴电流的取值为所述正弦电流值或三角电流值，以调节两个相邻档位间，所述转子与电磁场间相互吸引的磁力大小随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波曲线或三角波曲线，来模拟转动机械旋转开关时的阻力。
[0008]在一些实施例中，所述设计电流值在两个相邻档位间，随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波变换，得到正弦电流值，包括：将[0,180
°
]区间的正弦波归一化到两个相邻档位间的机械角度，得到归一化的正弦波；采用所述归一化的正弦波乘以第一预设系数，得到正弦电流值。
[0009]在一些实施例中，所述方法还包括：将所述正弦电流值加上所述预设电流值的和，作为直轴电流的取值。
[0010]在一些实施例中，所述方法还包括：通过调节所述第一预设系数的大小，调节正弦电流值的大小，以调节两个相邻档位间，所述转子与电磁场间相互吸引的磁力大小。
[0011]在一些实施例中，所述设计电流值在两个相邻档位间，随机械角度呈三角波变换，得到三角电流值，包括：采用三角波乘以第二预设系数，得到三角电流值。
[0012]在一些实施例中，所述方法还包括：将所述三角电流值加上所述预设电流值的和，作为直轴电流的取值。
[0013]在一些实施例中，所述方法还包括：通过调节所述第二预设系数的大小，调节三角电流值的大小，以调节两个相邻档位间，所述转子与电磁场间相互吸引的磁力大小。
[0014]在一些实施例中，所述检测所述转子的当前转动角度，根据所述当前转动角度、每档对应的角度值，计算所述转子转动的档数，包括：采用位置传感器检测所述转子的当前转动角度；如果所述当前转动角度落在[m*(360/M)
‑
error,m*(360/M)+error]区间内，则表示当前档位为m，其中，error表示允许的绝对误差。
[0015]在一些实施例中，所述检测所述转子的当前转动角度，根据所述当前转动角度、每档对应的角度值，计算所述转子转动的档数，包括：采用位置传感器检测所述转子的当前转动角度；用所述当前转动角度除以360/M，得到的值落在[n
‑
perror,n+perror]区间内，则表示当前档位为n，其中，perror表示允许的百分误差。
[0016]本专利技术将电机用作机械旋转开关，定义电机转子磁链与三相ABC坐标系中A轴重合时的位置为一个档位。电机极数为旋转开关的总档位数。采用磁场导向控制(field oriented control,FOC)电机直轴电流取值为预设电流值，交轴电流取值为零，驱动转子在不受外力作用下转动到初始档位。然后，通过控制直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力。让用户明显感知到自己转动了一个档位。同时检测转子的当前转动角度，计算旋转开关被转动的档数。用户所感知的转动挡数与计算得到的档数相同，完美实现了用电机模拟机械旋转开关。
附图说明
[0017]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0018]图1是本申请一实施例中磁导向控制FOC的框图；
[0019]图2是本申请一实施例中电机用于机械旋转开关的方法的流程图；
[0020]图3是本申请一实施例中转子磁链与三相ABC坐标系中A轴重合的示意图；
[0021]图4是本申请一实施例中电机极数M＝7时，直轴电流为正弦电流值对应的最小扭力曲线；
[0022]图5是本申请一实施例中电机极数M＝7时，直轴电流为三角电流值对应的最小扭力曲线；
[0023]图6是本申请一实施例中电机极数M＝7时，档位的角度分布图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。
[0025]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0026]本申请技术方案中的电机指三相电机，该电机包括但不限于：无刷直流电机、永磁同步电机。上述电机主要包括定子和转子。转子上具有永磁铁。转子极数指转子上的磁极数。磁极分N极和S极，一般把1个N极和1个S极称为一对磁极，也就是极数为1。定子上具有3的倍数的绕组。定子通电会产生电磁铁。定子的电磁铁与转子上的永磁铁都具有同性相斥，异性相吸的特性。
[0027]参考图1，该图是本申请一实施例中磁导向控制FOC的框图。磁场导向控制通过坐标变换将三相交流电的控制转换为产生转矩的q轴交轴电流和产生磁场的d轴直轴电流的控制，实现转矩和励磁的独立控制。
[0028]图1中，I
A
、I
B
、I
C
分别表示流入电机定子中的三相绕组中A相、B相、C相的电流，通过采样电阻获得I
A
、I
B
、I
C
的值。FOC控制时，先将三相电流进行Clark变换。经过Clark坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机应用于机械旋转开关的方法，其特征在于，所述方法包括：预先定义转子磁链与三相ABC坐标系中A轴重合时的位置为一个档位，转子的极数为M，则每档对应的角度值为360/M；采用磁导向控制直轴电流取值为预设电流值，交轴电流取值为零，驱动转子转动到最近的一个档位，即初始档位；采用磁导向控制交轴电流取值为零，通过调节直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力；检测所述转子的当前转动角度，根据所述当前转动角度、每档对应的角度值，计算所述转子转动的档数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用磁导向控制交轴电流取值为零，通过调节直轴电流的大小，调节转子永磁铁与电磁场间磁力的大小，模拟转动机械旋转开关时的阻力，包括：设计电流值在两个相邻档位间，随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波变换或三角波变换，得到正弦电流值或三角电流值；采用磁导向控制交轴电流的取值为零，直轴电流的取值为所述正弦电流值或三角电流值，以调节两个相邻档位间，所述转子与电磁场间相互吸引的磁力大小随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波曲线或三角波曲线，来模拟转动机械旋转开关时的阻力。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设计电流值在两个相邻档位间，随机械角度呈[0,180
°
]区间的正弦波变换，得到正弦电流值，包括：将[0,180
°
]区间的正弦波归一化到两个相邻档位间的机械角度，得到归一化的正弦波；采用所述归一化的正弦波乘以第一预设系数，得到正弦电流值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，张虎，何俊冬，
申请(专利权)人：河北爱其科技有限公司，
类型：发明
国别省市：