CN114710071A - 一种门体用无刷直流管状电机的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，通过位置检测单元实时监测门体的打开情况，并在启动或停机时进行不同的操作，采用断电进行制动的制动单元，在断电时能够进行及时制动。本发明不仅能够达到更好的制动效果，而且保护了制动单元，延长了制动单元的使用寿命，而且能够避免门体掉落，消除安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种门体用无刷直流管状电机的控制方法。
背景技术
直流无刷电机，结构简单，便于维护，使用寿命长。对于直流无刷电机的制动，一般采用定向磁场锁死转子的方式，即始终给转子旋转反方向的作用力，使得转子在外力作用下能够静止或者小幅度抖动。然而在断电的情况下，无法给直流无刷电机提供反向的制动力，存在无法制动从而掉落的风险。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，能够对直流无刷管状电机进行合理控制，断电时也不存在掉落的风险，有效解决了背景技术中指出的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，所述的无刷直流管状电机包括交流转化供电单元、人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元，所述的交流转化供电单元将交流电转化为直流电后供给人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元使用，所述的人机交互单元用于运行参数的修改和显示，所述的电机驱动单元用于把从电机控制器单元接收到的PWM信号转化为高电压输出给直流无刷电机单元，所述的位置检测单元用于监测门体实时位置信息并传输给电机控制器单元，断电后不会丢失当前位置信息，所述的制动单元在通电后不制动、断电后制动，控制方法如下：
1)、启动操作：在直流无刷电机单元进行正转或反转时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元先控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，在延时t后控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；
2)、停机操作：在直流无刷电机单元进行停机时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元控制制动单元断电，同时通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先控制制动单元断电，使得制动单元进行制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机。
作为优选，所述的t为1-10ms。
作为优选，所述的交流转化供电单元包括EMC电路、整流滤波电路和降压开关电路。
作为优选，所述的人机交互单元包括按键、数码显示器和外设电路。
作为优选，所述的电机控制器单元由96MHz的M032位ARM中心处理器及其外围电路组成。
作为优选，所述的电机驱动单元由20A/600V三相全桥IGBT模块及其附属电路组成。
作为优选，所述的电机驱动单元设有脉宽调制器，所述的脉宽调制器产生PWM信号实现直流无刷电机单元软启动、缓停控制。
作为优选，所述的位置检测单元由绝对值位置编码器及其外围电路组成。
作为优选，所述的直流无刷电机单元包括直流无刷电机和减速器。
作为优选，所述的制动单元由电磁铁及其传动机构组成。
本发明产生的有益效果：
1、采用断电进行制动的制动单元，在断电时能够进行及时制动，避免门体掉落，消除安全隐患；
2、通过位置检测单元实时监测门体的打开情况，并在启动或停机时进行不同的操作，不仅能够达到更好的制动效果，而且保护了制动单元，延长了制动单元的使用寿命。
启动操作时：
当门体完全关闭时，由于门体无法再掉落，因此在直流无刷电机单元启动前先对制动单元进行通电，取消制动单元的制动，这样在直流无刷电机单元启动时就能够避免对制动单元造成损伤，延长制动单元的使用寿命。
当门体打开时，由于门体在取消制动时会掉落，因此直流无刷电机单元在启动时需要先对直流无刷电机单元通电启动，再对制动单元通电取消制动，这样就能够完全杜绝门体的掉落。由于制动单元为机械结构制动，延时较大且不易控制，若对直流无刷电机单元和制动单元同时通电，则会产生制动单元先取消制动，直流无刷电机单元后启动的情况，在这种情况下，门体就会掉落一段距离，无法达到门体完全不掉落的目的，存在安全隐患。
同理，停机操作时：
当门体完全关闭时，由于门体无法再掉落，因此直流无刷电机单元在停机时可同时控制直流无刷电机单元和制动单元断电。
当门体打开时，由于门体在直流无刷电机单元停机时会掉落，因此直流无刷电机单元在停机前，需要先对制动单元断电进行制动，延时t后再进行直流无刷电机单元的停机操作，根据制动单元的制动效果，延时时间t可在人机交互单元内进行一定范围内的设置。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，所述的无刷直流管状电机包括交流转化供电单元、人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元，所述的交流转化供电单元将交流电转化为直流电后供给人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元使用，所述的人机交互单元用于运行参数的修改和显示，所述的电机驱动单元用于把从电机控制器单元接收到的PWM信号转化为高电压输出给直流无刷电机单元，所述的位置检测单元用于监测门体实时位置信息并传输给电机控制器单元，断电后不会丢失当前位置信息，所述的制动单元在通电后不制动、断电后制动，控制方法如下：
1)、启动操作：在直流无刷电机单元进行正转或反转时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元先控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，在延时t后控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；
2)、停机操作：在直流无刷电机单元进行停机时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元控制制动单元断电，同时通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先控制制动单元断电，使得制动单元进行制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机。
所述的t为1-10ms。
所述的交流转化供电单元包括EMC电路、整流滤波电路和降压开关电路。
所述的人机交互单元包括按键、数码显示器和外设电路。
所述的电机控制器单元由96MHz的M032位ARM中心处理器及其外围电路组成。
所述的电机驱动单元由20A/600V三相全桥IGBT模块及其附属电路组成。
所述的电机驱动单元设有脉宽调制器，所述的脉宽调制器产生PWM信号实现直流无刷电机单元软启动、缓停控制。
所述的位置检测单元由绝对值位置编码器及其外围电路组成。
所述的直流无刷电机单元包括直流无刷电机和减速器。
所述的制动单元由电磁铁及其传动机构组成。
启动操作时：
当门体完全关闭时，由于门体无法再掉落，因此在直流无刷电机单元启动前先对制动单元进行通电，取消制动单元的制动，这样在直流无刷电机单元启动时就能够避免对制动单元造成损伤，延长制动单元的使用寿命。
当门体打开时，由于门体在取消制动时会掉落，因此直流无刷电机单元在启动时需要先对直流无刷电机单元通电启动，延时t再对制动单元通电取消制动，这样就能够完全杜绝门体的掉落。由于制动单元为机械结构制动，延时较大且不易控制，若对直流无刷电机单元和制动单元同时通电，则会产生制动单元先取消制动，直流无刷电机单元后启动的情况，在这种情况下，门体就会掉落一段距离，无法达到门体完全不掉落的目的，存在安全隐患。
同理，停机操作时：
当门体完全关闭时，由于门体无法再掉落，因此直流无刷电机单元在停机时可同时控制直流无刷电机单元和制动单元断电。
当门体打开时，由于门体在直流无刷电机单元停机时会掉落，因此直流无刷电机单元在停机前，需要先对制动单元断电进行制动，延时t后再进行直流无刷电机单元的停机操作，根据制动单元的制动效果，延时时间t可在人机交互单元内进行一定范围内的设置。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施方式。显然，本发明不限于以上实施方式，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的无刷直流管状电机包括交流转化供电单元、人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元，所述的交流转化供电单元将交流电转化为直流电后供给人机交互单元、电机控制器单元、电机驱动单元、位置检测单元、直流无刷电机单元和制动单元使用，所述的人机交互单元用于运行参数的修改和显示，所述的电机驱动单元用于把从电机控制器单元接收到的PWM信号转化为高电压输出给直流无刷电机单元，所述的位置检测单元用于监测门体实时位置信息并传输给电机控制器单元，断电后不会丢失当前位置信息，所述的制动单元在通电后不制动、断电后制动，控制方法如下：
1)、启动操作：在直流无刷电机单元进行正转或反转时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元先控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元正转或反转，在延时t后控制制动单元通电，使得制动单元取消制动，直至收到电机控制器单元发送的断电指令或达到最大行程时进行停机操作；
2)、停机操作：在直流无刷电机单元进行停机时，所述的电机控制器单元根据位置检测单元提供的位置信息进行以下操作：若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体完全关闭时，电机控制器单元控制制动单元断电，同时通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机；若电机控制器单元内记录的门体当前位置信息为门体打开时，电机控制器单元先控制制动单元断电，使得制动单元进行制动，在延时t后通过电机驱动单元控制直流无刷电机单元断电停机。
2.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的t为1-10ms。
3.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的交流转化供电单元包括EMC电路、整流滤波电路和降压开关电路。
4.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的人机交互单元包括按键、数码显示器和外设电路。
5.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的电机控制器单元由96MHz的M032位ARM中心处理器及其外围电路组成。
6.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的电机驱动单元由20A/600V三相全桥IGBT模块及其附属电路组成。
7.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的电机驱动单元设有脉宽调制器，所述的脉宽调制器产生PWM信号实现直流无刷电机单元软启动、缓停控制。
8.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的位置检测单元由绝对值位置编码器及其外围电路组成。
9.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的直流无刷电机单元包括直流无刷电机和减速器。
10.根据权利要求1所述的一种门体用无刷直流管状电机的控制方法，其特征在于，所述的制动单元由电磁铁及其传动机构组成。
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