智能洗衣机无刷直流永磁电机的控制方法、系统及装置的制造方法_3

文档序号:9905463阅读:来源:国知局

[0049]本发明还公开了一种智能洗衣机无刷直流永磁电机的控制系统,包括:
[0050]智能洗衣机系统控制模块:用于接收使用者的操作指令,并向电机驱动控制单元中的电机驱动控制器输出对无刷直流永磁电机进行转动工作的旋转命令;
[0051]启动模块:用于电机驱动控制器接收到旋转命令后,输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,所述电机驱动控制器,在控制所述无刷直流永磁电机转动的同时,产生激励信号,输出至检测单元;
[0052]控制模块:用于检测单元检测无刷直流永磁电机转子的位置并产生位置信号,并将位置信号输出给电机驱动控制器,电机驱动控制器根据位置信号执行智能洗衣机系统控制单元的功能程序,对所述无刷直流永磁电机进行变频运行、精确控制。
[0053]所述电机驱动控制器为无刷直流永磁电机的变频控制器,在启动模块中,变频控制器接收到旋转命令后,输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,通过电机驱动器向无刷直流永磁电机输出相位与PWM占空比准确的三相驱动电压,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,所述电机驱动控制器,在控制所述电机转动的同时,产生激励信号,输出至检测单元。
[0054]所述检测单元包括位置检测单元、位置检测信号转换与编码器,在所述启动模块中,电机驱动控制器接收到旋转命令后,输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,所述电机驱动控制器,在控制所述电机转动的同时,产生激励信号,输出至所述位置检测信号转换与编码器,通过位置检测信号转换与编码器驱动位置检测单元工作;在控制模块中,位置检测单元检测无刷直流永磁电机转子的位置并产生位置信号,位置检测信号转换与编码器采样所述位置检测单元输出的位置信号,并对该位置信号进行编码与转换再输出至所述电机驱动控制器,所述电机驱动控制器进行解码,电机驱动控制器根据位置信号执行智能洗衣机系统控制单元的功能程序,对所述无刷直流永磁电机进行变频运行、精确控制。
[0055]所述位置检测单元为旋转变压器。
[0056]所述电机驱动控制器对所述位置检测信号转换与编码器传输的位置信号的解码方法是依靠旋变软解码二阶闭环相位跟踪算法进行,以获取电机的转速和位置信息。
[0057]所述旋转变压器为采用带绝对位置检测功能的磁滞式旋转变压器。
[0058]所述检测单元包括磁栅盘与霍尔感应检测元件,在所述启动模块中,电机驱动控制器接收到旋转命令后,输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,所述电机驱动控制器,在控制所述电机转动的同时,产生激励信号,输出至霍尔感应检测元件;在控制步骤中,霍尔感应检测元件检测无刷直流永磁电机转子的位置并产生位置信号,霍尔感应检测元件将位置信号输出至所述电机驱动控制器,所述电机驱动控制器的单片机通过预设定的解码方法进行解码,电机驱动控制器根据位置信号执行智能洗衣机系统控制单元的功能程序,对所述无刷直流永磁电机进行变频运行、精确控制。
[0059]所述检测单元包括光电编码器,在所述启动模块中,电机驱动控制器接收到旋转命令后,输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,所述电机驱动控制器,在控制所述电机转动的同时,产生激励信号,输出至光电编码器;在控制模块中,光电编码器的转轴与无刷直流永磁电机外延转轴通过齿轮联接,光电编码器将检测转轴的角位移和转速转换成二进制编码,直接输出给所述电机驱动控制器的单片机,由所述单片机预设定的专用软件进行解码认读,结合所述齿轮联接的传动比,精确识别并计算出所述无刷直流永磁电机转子旋转的转速和位置信息并生成位置信号,电机驱动控制器根据位置信号执行智能洗衣机系统控制单元的功能程序,对所述无刷直流永磁电机进行变频运行、精确控制。
[0060]本发明公开了一种智能洗衣机无刷直流永磁电机的控制装置,包括智能洗衣机系统控制单元、电机驱动控制器、电机驱动器、电流采样器、检测单元,其中:
[0061]智能洗衣机系统控制单元,用于接收使用者的操作指令,并向电机驱动控制单元中的电机驱动控制器输出对无刷直流永磁电机进行转动工作的旋转命令;
[0062]电机驱动控制器,用于输出对所述无刷直流永磁电机旋转的驱动信号,使所述无刷直流永磁电机启动旋转,同时,通过电流采样器对所述无刷直流永磁电机旋转的负载电流反馈,使所述无刷直流永磁电机变频控制运行,控制所述无刷直流永磁电机转动的同时,产生激励信号,输出至检测单元;
[0063]检测单元,用于检测无刷直流永磁电机转子的位置并产生位置信号,并将位置信号输出给电机驱动控制器。
[0064]在本发明中,检测单元可以安装在无刷直流永磁电机内部,或者该检测单元也可以置于无刷直流永磁电机外部。
[0065]所述检测单元包括位置检测单元、位置检测信号转换与编码器,所述位置检测单元为旋转变压器,所述旋转变压器的转子与无刷直流永磁电机转子保持同步转动,即,旋转变压器的转子跟随无刷直流永磁电机转子进行转动,例如,所述旋转变压器安装于无刷直流永磁电机内部的定子端部,其配套应用的位置检测信号转换与编码器外置。
[0066]所述旋转变压器为采用带绝对位置检测功能的磁滞式旋转变压器,磁滞式旋转变压器的定子部件被固定在所述无刷直流永磁电机的定子端盖中,磁滞式旋转变压器的转子部件与定子部件位置对应,磁滞式旋转变压器的转子部件固定安装在无刷直流永磁电机转轴上。
[0067]所述检测单元包括磁栅盘与霍尔感应检测元件,所述磁栅盘与霍尔感应检测元件设置于所述无刷直流永磁电机内部,当然,磁栅盘与霍尔感应检测元件设置于所述无刷直流永磁电机外部。
[0068]作为本发明的一个实施例,所述磁栅盘为径向至少两磁道永磁体圆盘,充磁方向为轴向,充磁后,每磁道N、S极沿圆盘径向分度呈周期排列、均匀分布,各磁道中N、S磁极中心线与一级磁道中N、S磁极中心线包含有重合的位置对应关系,且各磁道磁力线不互相干涉;其一级磁道的磁极数目与所述电机转子磁极数相等,之后,下一级磁道磁极数量为上一级磁道磁极数的整数倍,各级磁道的磁极在所述圆盘中径向排列,形成磁栅;磁栅盘与所述无刷直流永磁电机转子保持同步转动,即磁栅盘跟随无刷直流永磁电机转子进行转动,例如磁栅盘可以直接安装在无刷直流永磁电机转子上,或者磁栅盘安装在中间件(该中间件可以是洗衣机的滚筒)上,中间件与磁栅盘连接(磁栅盘与无刷直流永磁电机转子属于间接连接),在本发明中,所述磁栅盘通过记号孔的对应,定位安装在所述无刷直流永磁电机定子端部位置的转轴上后,所述一级磁道磁极与所述电机转子磁极位置保持对应;所述霍尔感应检测元件设置在霍尔板上,所述霍尔板安装于所述无刷直流永磁电机定子端部,其安装位置确保所述霍尔感应检测元件对应于所述磁栅盘的至少两级磁道,从而产生霍尔感应;在所述霍尔板上,于所述磁栅盘一级磁道磁对极360°电角度范围,磁道所对应的位置,设置多个霍尔感应检测元件并呈等电角度均匀分布,对应一级磁道磁对极360°电角度范围内,于二级或以上磁道位置对应的所述霍尔板上,设置多个霍尔感应检测元件并呈电角度的差分分布。
[0069]通过所述无刷直流永磁磁栅盘各级磁道对应的各霍尔感应元件由前者旋转而感应产生的电平翻转的组合状态,输出给所述电机驱动控制器的单片机,由所述单片预设定的专用软件认读,可精确识别所述电机转子旋转的转速和位置信息,其中,通过最末一级磁道对应的霍尔感应元件的输出电平状态以及其与其他霍尔感应元件电平输出的组合状态认读,可计算转子绝对位置。
[°07°]作为本发明的另一个实施例,所述磁栅盘为径向至少三磁道永磁体圆盘,充磁方向为轴向,充磁后,每磁道N、S极沿圆盘径向分度呈周期排列、均匀分布,各磁道中N、S磁极中心线与一级磁道中N、S磁极中心线包含有重合的位置对应关系,且各磁道磁力线不互相干涉;其一级磁道的磁极数目与所述无刷直流永磁电机转子磁极数相等,之后,下一级磁道磁极数量为上一级磁道磁极数的整数倍,而最末一级磁道对应于转子某绝对位置,只设置一个磁极,各级磁道的磁极在所述圆盘中径向排列,形成磁栅;所述磁栅盘与所述无刷直流永磁电机转子保持同步转动(例如,所述磁栅盘定位安装在所述无刷直流永磁电机定子端部位置的转轴上),所述一级磁道磁极与所述无刷直流永磁电机转子磁极位置保持对应;所述霍尔感应检测元件设置在霍尔板上,所述霍尔板安装于所述无刷直流永磁电机定子端部,其安装位置确保所述霍尔感应检测元件对应于所述磁栅盘的至少三级磁道,从而产生霍尔感应;在所述霍尔板上,于所述
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