一種ecm電機的恒力矩控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種ECM電機的恒力矩控制方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] ECM電機，簡稱電子換相電機，也可以稱作直流無刷永磁同步電機，因ECM電機使 用環(huán)境不同，ECM電機的控制模式一般有：恒轉(zhuǎn)速控制、恒力矩控制和恒風量控制等，恒力 矩控制是較為常用的模式，目前常用的矢量控制方式，矢量控制數(shù)學模型復(fù)雜，計算繁瑣， 需要運算能力較強的CPU，制造成本較高。恒力矩控制也有通過標量控制母線電流的方式進 行，如見1993年公開的美國專利US5220259 (A)，該專利說明書及權(quán)利要求披露利用母線電 流進行恒力矩控制，但該種控制方式仍然復(fù)雜，控制的變量較多，控制精度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種ECM電機的恒力矩控制方法，它數(shù)學模型簡單，算法簡 潔，對CPU運算要求不高，成本較低，控制精度較高。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0005] -種ECM電機的恒力矩控制方法，所述的ECM電機具有定子組件、轉(zhuǎn)子組件、機殼 組件以及電機控制器，所述的電機控制器包括電源電路、微處理器、逆變電路和轉(zhuǎn)子位置測 量電路，電源電路為各部分電路供電，轉(zhuǎn)子位置測量電路檢測轉(zhuǎn)子位置信號并輸入到微處 理器，微處理器控制逆變電路，逆變電路控制定子組件的各相線圈繞組的通斷電，其特征在 于：它包括如下步驟：
[0006] 步驟A)利用實驗手段建立電機輸出的力矩值與直流母線電流的函數(shù)關(guān)系式 Itad=F(T，P)并存入微處理器，其中Itad是母線電流，T是電機輸出的力矩值，P是微處理 器輸入到逆變電路PWM信號斬波輸出電壓；
[0007] 步驟B)獲取外部輸入目標力矩值T0,若電機處于停機狀態(tài)，運行電機，微處理器 取得初始的PWM信號斬波輸出電壓P值，若電機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，微處理器獲取當前的PWM 信號斬波輸出電壓P值；
[0008] 步驟C)微處理器根據(jù)目標力矩值T0和PWM信號斬波輸出電壓P值利用函數(shù) Itad=F(T,P)換算成對應(yīng)的目標母線電流值Itad，檢測實時母線電流Ibus;
[0009] 步驟D)微處理器根據(jù)檢測到的實時母線電流Ibus，比較目標母線電流值Itad與 實時母線電流Ibus進行閉環(huán)控制，若目標母線電流值Itad大于實時母線電流Ibus，增加 PWM信號斬波輸出電壓P值，若目標母線電流值Itad小于實時母線電流Ibus，減少PWM信號 斬波輸出電壓P值，若目標母線電流值Itad與實時母線電流Ibus相等，停止調(diào)節(jié)PWM信號 斬波輸出電壓P值，ECM電機進入工況狀態(tài)"，然后回到步驟C)繼續(xù)進行恒力矩控制狀態(tài)。
[0010] 目標母線電流值Itad與實時母線電流Ibus相等是指實時母線電流Ibus偏離目 標母線電流值Itad的誤差在1%范圍內(nèi)。
[0011] 上述步驟A)的函數(shù)關(guān)系式Itad=F(T,P)是Itad=Kl+K2*T+K3*P+K4*T*P,其中K1、 K2、K3、K4是系數(shù)，T是力矩，P是PWM信號斬波輸出電壓。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：1)利用實驗手段得到電機輸出的力矩 值與直流母線電流的函數(shù)關(guān)系式Itad=F(T，P)，微處理器根據(jù)目標力矩值T0利用函數(shù)Itad=F(T，P)換算成對應(yīng)的目標母線電流值Itad;微處理器根據(jù)檢測到的實時母線電流 Ibus，比較目標母線電流值Itad與實時母線電流Ibus進行閉環(huán)控制，若目標母線電流值 Itad大于實時母線電流Ibus，提高微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占空比P值，若 目標母線電流值Itad小于實時母線電流Ibus，降微處理器輸入到逆變電路的PWM信號的占 空比P值，當目標母線電流值Itad與實時母線電流Ibus之間相等，停止調(diào)節(jié)微處理器輸入 至IJ逆變電路的PWM信號的占空比P值，它控制變量數(shù)目少，數(shù)學模型簡單，可以采用運算能 力不高的CPU或者MCU等微處理器，從而大大降低產(chǎn)品成本，同時，閉環(huán)控制以及實驗手段 的充分測量，有效保障控制的精度。
【附圖說明】：
[0013] 圖1是本發(fā)明的ECM電機的立體圖。
[0014] 圖2是本發(fā)明的ECM電機的電機控制器的立體圖。
[0015] 圖3是本發(fā)明的ECM電機的剖視圖；
[0016] 圖4是本發(fā)明的ECM電機的電機控制器的電路方框圖。
[0017] 圖5是圖4對應(yīng)的電路圖。
[0018] 圖6是本發(fā)明的恒力矩控制方法的控制流程圖。
[0019] 圖7是本發(fā)明ECM電機與測工機的連接示意圖。
【具體實施方式】：
[0020] 下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。
[0021] 如圖1、圖2、圖3所示，ECM電機通常由電機控制器2和電機單體1，所述的電機 單體1包括定子組件12、轉(zhuǎn)子組件13和機殼組件11，定子組件13安裝在機殼組件11上， 電機單體1安裝有檢測轉(zhuǎn)子位置的霍爾傳感器14,轉(zhuǎn)子組件13套裝在定子組件12的內(nèi)側(cè) 或者外側(cè)組成，電機控制器2包括控制盒22和安裝在控制盒22里面的控制線路板21，控制 線路板21-般包括電源電路、微處理器、母線電流檢測電路、逆變電路和轉(zhuǎn)子位置測量電 路14 (即霍爾傳感器)，電源電路為各部分電路供電，轉(zhuǎn)子位置測量電路檢測轉(zhuǎn)子位置信號 并輸入到微處理器，母線電流檢測電路將檢測的母線電路輸入到微處理器，微處理器控制 逆變電路，逆變電路控制定子組件12的各相線圈繞組的通斷電。
[0022] 如圖4、圖5所示，假設(shè)ECM電機是3相無刷直流永磁同步電機，轉(zhuǎn)子位置測量電 路14 一般采用3個霍爾傳感器，3個霍爾傳感器分別檢測一個360度電角度周期的轉(zhuǎn)子位 置，每轉(zhuǎn)過120度電角度改變一次定子組件12的各相線圈繞組的通電，形成3相6步控制 模式。交流輸入（ACINPUT)經(jīng)過由二級管07、08、09、010組成的全波整流電路后，在電容 C1的一端輸出直流母線電壓Vbus，直流母線電壓Vbus與輸入交流電壓有關(guān)，交流輸入（AC INPUT)的電壓確定后，母線電壓Vbus是恒定的，3相繞組的線電壓P是PWM斬