CN118100701B - 三相六线直流无刷电机差放驱动方法、系统、介质和设备 - Google Patents
三相六线直流无刷电机差放驱动方法、系统、介质和设备 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种三相六线直流无刷电机差放驱动方法,所述电机包括:三组不同相位的线圈、与每组线圈的两端分别电连接以分别驱动三组线圈的全桥驱动,以及连通三组线圈与全桥驱动的三条电流路径,所述方法包括步骤:初始阶段:三条电流路径的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3之间满足非线性关系,增加电流:三条电流路径的电流值依次分步增加;检测启动:监测电机的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。使得电机在启动时能够更加灵活地调整输出力矩,从而实现更加平稳和有效的启动过程,从而改善电机启动的动态平衡性。
Description
技术领域
本申请涉及电机驱动,尤其涉及一种三相六线直流无刷电机差放驱动方法和系统。
背景技术
传统三相直流电机通常用三个半桥来驱动,其线圈一般采用星型接法,如图1所示,三个线圈具有一个公共端点,这种传统的接法会造成更多的功耗和噪音。现有技术中,也出现了三线接法,三个相线圈绕组不再具有公共端点,而是三组相线圈绕组的两端分别与驱动相连,驱动也从传统的半桥改为全桥,例如本申请发明人的在先申请:CN107994814A、CN110557060A、CN116614024A。
但三线接法也存在自身的问题,例如,在三线接法下,电机的电流路径相对于传统的星形接法来说更为复杂。在三线接法中,每个相位的线圈的两端都与驱动器相连,而不再有一个共同的连接点。这意味着电流必须从一个端口流入线圈,然后从另一个端口流出,而不是像星形接法那样,从一个共同的连接点流入所有线圈。这种连接方式使得在低速和静止状态下的启动变得更为复杂。在低速和静止状态下,电机启动时需要产生较大的起动力矩以克服静摩擦力和惯性,但静摩擦力和惯性是动态的。传统的星形接法下,电流路径相对简单,可以较容易地产生足够的起动力矩,但没有太好的解决启动时动态平衡的办法。但在三线接法下,电流路径虽然变得更为复杂,但提供了更好地平衡电机启动时动态特性的可能。因此,有必要提供一种适应三线接法的电流路径以在低速和静止状态下提供足够启动力矩且平滑适应电机的动态特性的三相六线直流无刷电机差放驱动方法。
申请内容
本申请的目的在于提供一种适应三线接法的电流路径以在低速和静止状态下提供足够启动力矩且平滑适应电机的动态特性的三相六线直流无刷电机差放驱动方法。
根据本申请的一方面,提供一种三相六线直流无刷电机差放驱动方法,所述电机包括:三组不同相位的线圈、与每组线圈的两端分别电连接以分别驱动三组线圈的全桥驱动,以及连通三组线圈与全桥驱动的三条电流路径,所述方法包括步骤:
初始阶段:三条电流路径的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机启动的动态平衡性;
增加电流:三条电流路径的电流值依次分步增加,三条电流路径单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机的转矩;
检测启动:监测电机的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
更优地,在初始阶段:
电机运行状态的额定电流记为Ie,满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机在启动时施加的电流太大造成冲击。
更优地,在初始阶段:
I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,n=2或3,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机的动态特性。
更优地,在增加电流阶段:
任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量。
一种三相六线直流无刷电机差放驱动系统,所述电机包括:三组不同相位的线圈、与每组线圈的两端分别电连接以分别驱动三组线圈的全桥驱动,以及连通三组线圈与全桥驱动的三条电流路径,所述系统包括:
初始电流控制模块,与全桥驱动相连,且三条电流路径的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机启动的动态平衡性;
启动电流递增模块,与全桥驱动相连,且三条电流路径的电流值依次分步增加,三条电流路径单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机的转矩;
启动转速检测模块:分别与三条电流路径和全桥驱动相连,且监测电机的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
更优地,在初始阶段:
电机运行状态的额定电流记为Ie,满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机在启动时施加的电流太大造成冲击。
更优地,在初始阶段:
I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,n=2或3,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机的动态特性。
更优地,在增加电流阶段:
任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量。
一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行所述方法的步骤。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行所述方法的步骤。
本申请具有如下有益效果:
1、通过将电机的启动过程分为初始阶段、增加电流阶段以及检测阶段,先给初始电流一个较小值,避免三条路径的电流过大造成冲击,再通过增加电流阶段逐步调高电流至满足启动转速的电流值。
2、在这一过程中,为了改善电机启动的动态平衡,在初始阶段,三条电路路径的电流初始值I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,用户可以根据具体情况调整电流初始值,使得电机在启动时能够更加灵活地调整输出力矩,从而实现更加平稳和有效的启动过程,从而改善电机启动的动态平衡性;
3、在增加电流阶段,三条电流路径的电流值依次分步增加,且三条电流路径单位时间内的电流值增加量k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,这意味着,电流的增加不是以某个电流值为目标,当检测到电机的转速达到启动转速Vst时,三条电流路径的电流值也是非线性关系,可以有效改善电机的动态平衡。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施方式所述的三相六线直流无刷电机的电路结构图;
图2为本申请一实施方式所述的三相六线直流无刷电机差分驱动方法的步骤示意图;
图3为本申请一实施方式所述的三相六线直流无刷电机系统和电机的连接结构框图;
图4为本申请一实施方式所述的计算机设备的结构框图;
附图标号说明:
100、电机;10、三条电流路径;20、线圈;30、全桥驱动;200、系统;210、初始电流控制模块;220、启动电流递增模块;230、启动转速检测模块;300、计算机设备;
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳的实施方式。但是,本申请可以容许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
请参考图1-图4,本申请提供了一种三相六线直流无刷电机100差放驱动方法,所述电机100包括:三组不同相位的线圈20、与每组线圈20的两端分别电连接以分别驱动三组线圈20的全桥驱动30,以及连通三组线圈20与全桥驱动30的三条电流路径10。
所述方法包括步骤:
S10初始阶段:三条电流路径10的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机100运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机启动的动态平衡性。
其中,I1、I2和I3是与电机100在正常运行状态下的额定电流相关的参数。额定电流是指电机100在设计工作条件下所需的电流值,通常在电机100的技术规格中有明确说明。因此,在启动时,将初始电流值设置为与额定电流相关的变量,有助于确保启动过程中电流不会过大,从而避免对电机100和相关设备造成损坏。
其中,I1、I2和I3之间的关系不是简单的线性关系。在这种情况下,改变其中一个参数(比如说增加I1)并不会简单地导致其他参数(比如I2和I3)按照固定比例的方式随之改变。相反,它们之间会以一种非线性的方式相互影响。这种设置的目的是在启动电机100时,根据具体情况调整每条电流路径的初始电流值,以使电机100能够更好地适应不同的启动条件和负载情况。因为电机100启动时可能会面临各种不同的情况,例如负载变化、起动惯性等,所以采用非线性相关的方式设置初始电流值可以提高电机100的启动灵活性和适应性,进而改善启动的动态平衡性。
其中,在电机100启动时,需要产生足够的转矩来克服惯性和静摩擦力,以使电机100能够顺利启动。通过设置非线性关系,可以使得每条电流路径的初始电流值在启动时产生不同的力矩,从而在电机100启动过程中产生较好的力矩平衡,有助于降低电机100启动时的振动和不平衡现象,从而能够更好地平衡电机100启动时的动态特性。这种动态平衡可以减少启动过程中的震动和不稳定性,提高电机100启动的平稳性和可靠性。
其中,三条电流路径10分别对应三组线圈20,参见图1,三组线圈20的两端分别与全桥驱动30相连,每组线圈20相当于一条电流路径,三组线圈20分别独立与全桥驱动30相连,没有公共的交点,区别于传统的具有公共交点的星形接法。三条电流路径10分别记为第一条电流路径、第二条电流路径和第三条电流路径10,其中,第一条电流路径的初始电流初始值记为I1,第二条电流路径的初始电流初始值记为I2,第三条电流路径10的初始电流初始值记为I3。
S20增加电流:三条电流路径10的电流值依次分步增加,三条电流路径10单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机100的转矩。
其中,假设电机100启动时分别增加电流路径1、2和3的电流,其中k1表示增加电流路径1的电流的速率,k2表示增加电流路径2的电流的速率,k3表示增加电流路径3的电流的速率。这些速率会逐步增加,即k1<k2<k3,这意味着电流路径1的电流增加得最慢,而电流路径3的电流增加得最快。通过逐步增加电流的速率,可以控制电机100启动时的电流变化,使得电机100能够更加平稳地达到运行状态。这种增加的方式有助于改善电机100的启动特性,并且可以根据实际情况对电流增加速率进行优化调整,以提高电机100的性能和稳定性。
其中,"k1、k2和k3之间并非线性相关"意味着这三个增加电流的速率之间的关系不是简单的线性关系。换句话说,改变其中一个速率(比如增加k1)并不会简单地导致其他速率(比如k2和k3)按照固定比例的方式随之改变。相反,它们之间可能会以一种非线性的方式相互影响。在这种情况下,调整每条电流路径的电流增加速率不会以相同的方式进行。而是会根据电机100的具体要求和运行状态,以及启动阶段的动态特性,对每条路径的电流增加速率进行不同的调整。这种非线性关系的设置可以提供更大的灵活性,以适应不同的启动条件和负载情况。通过调整每条路径的电流增加速率,可以更好地控制电机100启动时的动态行为,从而改善电机100的启动特性和稳定性。
其中,非线性关系的增加量可以根据电机100启动的动态特性进行调整,使得在启动初期,电流的增加较为缓慢,以避免电机100启动时产生过大的电流冲击。随着电机100启动速度的增加,电流的增加量也逐渐加大,以提供更多的转矩,帮助电机100克服惯性和静摩擦力,实现平稳的启动过程。
其中,这种依次递增的非线性关系可以有效地控制电机100启动过程中的电流变化,避免电流波动过大造成的启动不稳定性和电机100损坏的风险。同时,逐步增加的电流也有助于保护电机100和驱动器等相关设备,延长其使用寿命。
S30检测启动:监测电机100的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
其中,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态,这意味着,电流的增加不是以某个电流值为目标,当检测到电机100的转速达到启动转速Vst时,三条电流路径10的电流值也是非线性关系,可以有效改善电机100的动态平衡。
同时,一旦电机100启动并达到足够的转速,额外增加电流可能会导致电机100过载或损坏。通过监测转速并在达到足够启动转速后停止增加电流,可以有效避免这种情况的发生,保护电机100和相关设备。也可以节约能源,提高系统200的能效。
同时,当电机100达到足够的转速后,进一步增加电流可能会导致电机100运行不稳定,甚至产生振动或噪音。因此,停止增加电流可以确保电机100在启动后保持稳定的运行状态。
更优地,在初始阶段:
电机100运行状态的额定电流记为Ie,且满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机100在启动时施加的电流太大造成冲击。
以电动牙刷的电机100驱动为例,假设电动牙刷的额定电流Ie=200mA,
当r=0.1时,初始电流I1=r×Ie=0.1×200mA=20mA;
当r=0.15时,初始电流I1=r×Ie=0.15×200mA=30mA;
当r=0.2时,初始电流I1=r×Ie=0.2×200mA=40mA;
其中,通过限制初始电流的大小,避免了在启动时施加过大的电流,从而减少了对电动牙刷电机100和电池的损坏风险,延长了它们的使用寿命。较小的初始电流意味着启动时的振动和噪音会更少,使得电动牙刷的使用更加平稳和舒适。同时,减少了启动时的能量消耗,有助于节约电能,降低了使用成本,同时也减少了对环境的影响。
更优地,在初始阶段:
I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,n=2或3,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,n是路径的序号,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机100的动态特性。
当r=0.1时,初始电流I1=r×Ie=0.1×200mA=20mA时,依旧以电动牙刷的电机100驱动为例,假设c=5mA(初始值的偏移量为5mA),k=π/3(正弦函数的周期为2π/3,振幅为10mA)。
对于第二条电流路径,即n=2,有:
I2=I1+c×sin(k×n)=20mA+5mA×sin(π/3×2)≈20mA+5mA×sin(2π/3)≈20mA-5mA×0.866≈20mA-4.33mA≈15.67mA
对于第三条电路路径,即n=3,有:
I3=I1+c×sin(k×n)=20mA+5mA×sin(π/3×3)≈20mA+5mA×sin(π)≈20mA;
因此,在这一场景下,第一条电流路径的初始电流值I1=20mA,第二条电流路径的初始电流值I2=15.67mA,第三条电流路径10的初始值为I3=20mA。
当r=0.15时,初始电流I1=r×Ie=0.15×200mA=30mA;依旧以电动牙刷的电机100驱动为例,假设c=5mA(初始值的偏移量为5mA),k=π/3(正弦函数的周期为2π/3,振幅为10mA)。
对于第二条电流路径,即n=2,有:
I2=I1+c×sin(k×n)=30mA+5mA×sin(π/3×2)≈30mA+5mA×sin(2π/3)≈30mA-5mA×0.866≈30mA-4.33mA≈25.67mA
对于第三条电路路径,即n=3,有:
I3=I1+c×sin(k×n)=30mA+5mA×sin(π/3×3)≈30mA+5mA×sin(π)≈30mA;
因此,在这一场景下,第一条电流路径的初始电流值I1=30mA,第二条电流路径的初始电流值I2=25.67mA,第三条电流路径10的初始值为I3=30mA。
当r=0.2时,初始电流I1=r×Ie=0.2×200mA=40mA;依旧以电动牙刷的电机100驱动为例,假设c=5mA(初始值的偏移量为5mA),k=π/3(正弦函数的周期为2π/3,振幅为10mA)。
对于第二条电流路径,即n=2,有:
I2=I1+c×sin(k×n)=40mA+5mA×sin(π/3×2)≈40mA+5mA×sin(2π/3)≈40mA-5mA×0.866≈30mA-4.33mA≈35.67mA
对于第三条电路路径,即n=3,有:
I3=I1+c×sin(k×n)=40mA+5mA×sin(π/3×3)≈40mA+5mA×sin(π)≈40mA;
因此,在这一场景下,第一条电流路径的初始电流值I1=40mA,第二条电流路径的初始电流值I2=35.67mA,第三条电流路径10的初始值为I3=40mA。
其中,在初始阶段,通过正弦函数调节各个电流路径的初始电流值,可以进一步增加电机100启动时的灵活性和平稳性。正弦函数的周期和振幅的设置使得不同路径产生不同的转矩,以平衡电机100的动态特性。控制比例系数r的范围为0.1到0.2之间,可以确保电机100在启动时施加的电流不会太大,从而避免电机100启动过程中产生过大的冲击,保护电机100和其驱动部件。
更优地,在增加电流阶段:
任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量。
其中,假设第一条电流路径的初始电流值I1=20mA,第二条电流路径的初始电流值I2=15.67mA,第三条电流路径10的初始值为I3=20mA。依旧以电动牙刷的电机100驱动为例,假设控制电流增长速率的系数a=3,控制电流初始增长速度偏移量的b=1,mA/s表示每秒增加的电流值,则:
K1=3×log(1+1)=3×log(2)=2.079(mA/s);
K2=3×log(2+1)=3×log(3)=3.279(mA/s);
K3=3×log(3+1)=3×log(4)=4.158(mA/s);
借此,通过将电机100的启动过程分为初始阶段、增加电流阶段以及检测阶段,先给初始电流一个较小值,避免三条路径的电流过大造成冲击,再通过增加电流阶段逐步调高电流至满足启动转速的电流值。在这一过程中,为了改善电机100启动的动态平衡,在初始阶段,三条电路路径的电流初始值I1、I2和I3为与电机100运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,用户可以根据具体情况调整电流初始值,使得电机100在启动时能够更加灵活地调整输出力矩,从而实现更加平稳和有效的启动过程,从而改善电机100启动的动态平衡性;在增加电流阶段,三条电流路径10的电流值依次分步增加,且三条电流路径10单位时间内的电流值增加量k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,这意味着,电流的增加不是以某个电流值为目标,当检测到电机100的转速达到启动转速Vst时,三条电流路径10的电流值也是非线性关系,可以有效改善电机100的动态平衡。
本具体实施方式还提供了一种三相六线直流无刷电机100差放驱动系统200,所述电机100包括:三组不同相位的线圈20、与每组线圈20的两端分别电连接以分别驱动三组线圈20的全桥驱动30,以及连通三组线圈20与全桥驱动30的三条电流路径10,所述系统200包括:初始电流控制模块210、启动电流递增模块220和启动转速检测模块230。
其中,初始电流控制模块210与全桥驱动30相连,且三条电流路径10的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机100启动的动态平衡性。启动电流递增模块220与全桥驱动30相连,且三条电流路径10的电流值依次分步增加,三条电流路径10单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机100的转矩。启动转速检测模块230分别与三条电流路径10和全桥驱动30相连,且监测电机100的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
更优地,在初始阶段:
电机100运行状态的额定电流记为Ie,且满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机100在启动时施加的电流太大造成冲击。
更优地,在初始阶段:
I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,n是路径的序号,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机100的动态特性。
更优地,在增加电流阶段:
任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量。
其中,图4示出了一个实施例中计算机设备300的内部结构图。该计算机设备300具体可以是终端,也可以是服务器。如图4所示,该计算机设备300包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中,存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备300的非易失性存储介质存储有操作系统200,还可存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器实现本实施例所述的方法。该内存储器中也可储存有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器执行本实施例所述的方法。本领域技术人员可以理解,图3中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备300的限定,具体的计算机设备300可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如上述所述方法的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施方式仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种三相六线直流无刷电机差放驱动方法,所述电机包括:三组不同相位的线圈、与每组线圈的两端分别电连接以分别驱动三组线圈的全桥驱动,以及连通三组线圈与全桥驱动的三条电流路径,其特征在于,所述方法包括步骤:
初始阶段:三条电流路径的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机启动的动态平衡性;其中,I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,n=2或3,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机的动态特性;
增加电流:三条电流路径的电流值依次分步增加,三条电流路径单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机的转矩;在增加电流阶段:
任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量;
检测启动:监测电机的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
2.根据权利要求1所述的三相六线直流无刷电机差放驱动方法,其特征在于,在初始阶段:
电机运行状态的额定电流记为Ie,满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机在启动时施加的电流太大造成冲击。
3.一种三相六线直流无刷电机差放驱动系统,所述电机包括:三组不同相位的线圈、与每组线圈的两端分别电连接以分别驱动三组线圈的全桥驱动,以及连通三组线圈与全桥驱动的三条电流路径,其特征在于,所述系统包括:
初始电流控制模块,与全桥驱动相连,且三条电流路径的初始电流初始值依次设置为I1、I2和I3,其中,I1、I2和I3为与电机运行状态的额定电流相关的变量,且I1、I2和I3之间并非线性相关,以改善电机启动的动态平衡性;其中,I1、I2和I3之间满足关系式:
In=I1+c×sin(k×n);
其中,In是第n条路径的初始电流值,n=2或3,I1是确定的初始值,c是一个常数,表示初始值的偏移量,k是一个常数,控制正弦函数的周期,使得不同的电流路径产生不同的转矩,以平衡电机的动态特性;
启动电流递增模块,与全桥驱动相连,且三条电流路径的电流值依次分步增加,三条电流路径单位时间内的电流值增加量记为与I1对应的变量k1、与I2对应的变量k2和与I3对应的变量k3,其中,k1、k2和k3依次递增,且k1、k2和k3之间并非线性相关,以逐步提高电机的转矩;其中,任一电流路径单位时间内的电流值增加量记kn,n=1、2或3,且满足关系式:
kn=a×log(n+b);
0.1<a<10;
0<b<10;
其中,a为控制电流增长速率的系数,b为控制电流初始增长速度的偏移量;
启动转速检测模块:分别与三条电流路径和全桥驱动相连,且监测电机的转速V,一旦达到足够的启动转速Vst,则停止增加电流并转入运行状态。
4.根据权利要求3所述的三相六线直流无刷电机差放驱动系统,其特征在于,在初始阶段:
电机运行状态的额定电流记为Ie,满足关系式:
I1=r×Ie;
其中r是一个满足0.1≤r≤0.2的比例系数,以避免电机在启动时施加的电流太大造成冲击。
5.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至2中任一项所述方法的步骤。
6.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行如权利要求1至2中任一项所述方法的步骤。
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