一种无刷电机的智能控制方法与流程

1.本发明涉及无刷电机控制技术领域，具体涉及一种无刷电机的智能控制方法。


背景技术：

2.近年来，社会发展快速，无刷电机的技术逐渐成熟，之前在电动驱动装置中占剧主导地位的有刷直流电机，其凭借机械换器和电刷配合进行换向，特别容易造成磨损，电机结构也比较复杂，同时运行稳定性较差，而现在无刷直流电机运用在很多行业，它具备有刷直流电机优点，没有机城换向装置，具有使用寿命长、安全性高、维护成本低等优点。对于bldc动力系统，实际上很多时候负载不是稳定的，而是变化的，现有的控制策略有：1、电机转速全开，pwm调制始终保持在100％的水平，对电机性能的发挥比较全面，缺点是不够节能，负载减轻后依然全速转动浪费的能量较多；2、固定转速恒速，相对全开较为节能，但是固定转速的转速值设置如果过高那就不够节能，如果过低那么性能不足。


技术实现要素：

3.本发明提出的一种无刷电机的智能控制方法，可解决上述技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
5.一种无刷电机的智能控制方法，基于控制器及分别与控制器连接的电压检测模块、电流检测模块及转速检测模块，包括以下步骤，
6.控制器开始运行，通过电压检测模块、电流检测模块及转速检测模块，分别判断出现欠压、过流、转速异常情况，把异常信号发送到单片机，单片机读取异常信号，单片机内部ad转换,数据处理，并输出保护信号到异常工作模块，作出保护,电机停机。
7.进一步的，所述电压检测模块包括开关常开接口与二极管d19连接，二极管d19与电阻r32一端连接，电阻r32另一端与mos管漏极相连接，mos管源极与电阻r41以及电容c23的一端连到mcu引脚vsen1，电阻r41与电容c23并联，另一端接到gnd。
8.进一步的，所述电流检测模块包括采样电阻r73一端接到gnd，另一端接到主回路，同时与电阻r68相连，电阻r68与电容c32相连，同时该端连到mcu引脚isen，电容c32另一端接到gnd。
9.进一步的，所述转速检测模块包括mcu引脚str分别和电阻r86,r88,r91,c33相连，c33另一端接到gnd；
10.还包括电阻r86与电阻r82、电阻r93、电容c34连到mcu引脚ha，
11.电阻r93与电容c34并联，另一端连到gnd；
12.电阻r82另一端连到电机u相；
13.还包括电阻r88与电阻r83、电阻r94、电容c35连到mcu引脚hb，
14.电阻r94与电容c35并联，另一端连到gnd
15.电阻r83另一端连到电机v相；
16.还包括电阻r91与电阻r84、电阻r95、电容c36连到mcu引脚hc，
17.电阻r95与电容c36并联，另一端连到gnd
18.电阻r84另一端连到电机w相。
19.由上述技术方案可知，本发明的无刷电机的智能控制方法，在负载具有时变性的bldc动力系统中保证既能充分发挥电机的性能，又能在负载率较低时环保节能，提高锂电供电产品的续航能力。
20.本发明根据bldc动力系统实时的转速和电流，bldc系统智能的判断阶段工况，再针对具体的工况模型，调整系统的扭矩和转速输出，最终以达成既不影响性能又节能的效果。
附图说明
21.图1是本发明的方法流程图；
22.图2是本发明实施例的电压检测电路示意图；
23.图3是本发明实施例的电流检测电路示意图；
24.图4是本发明实施例的转速检测电路示意图。
具体实施方式
25.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.如图1所示，本实施例所述的无刷电机的智能控制方法，基于控制器及分别与控制器连接的电压检测模块、电流检测模块及转速检测模块，包括以下步骤，
27.控制器开始运行，通过电压检测模块、电流检测模块及转速检测模块，分别判断出现欠压、过流、转速异常情况，把异常信号发送到单片机，单片机读取异常信号，单片机内部ad转换,数据处理，并输出保护信号到异常工作模块，作出保护,电机停机。
28.本实施例的一种用于无刷电机的智能控制方法基于三种检测电路,分别如下:
29.(1)电压检测模块、(2)电流检测模块、(3)转速检测模块，连接方式如下:
30.其中，(1)电压检测模块
31.开关常开接口与二极管d19连接，二极管d19与电阻r32一端连接，电阻r32另一端与mos管漏极相连接，mos管源极与电阻r41以及电容c23的一端连到mcu引脚vsen1，电阻r41与电容c23并联，另一端接到gnd。
32.(2)电流检测模块、
33.采样电阻r73一端接到gnd，另一端接到主回路，同时与电阻r68相连，电阻r68与电容c32相连，同时该端连到mcu引脚isen，电容c32另一端接到gnd。
34.(3)转速检测模块
35.mcu引脚str分别和电阻r86,r88,r91,c33相连，c33另一端接到gnd，针对三相电机，后面为三组等位连接方式：
36.a.
37.电阻r86与电阻r82、电阻r93、电容c34连到mcu引脚ha，
38.电阻r93与电容c34并联，另一端连到gnd
39.电阻r82另一端连到电机u相；
40.b.
41.电阻r88与电阻r83、电阻r94、电容c35连到mcu引脚hb，
42.电阻r94与电容c35并联，另一端连到gnd
43.电阻r83另一端连到电机v相；
44.c.
45.电阻r91与电阻r84、电阻r95、电容c36连到mcu引脚hc，
46.电阻r95与电容c36并联，另一端连到gnd
47.电阻r84另一端连到电机w相。
48.本实施例的工作原理如下：
49.(1)欠压保护
50.该功能是通过单片机读取vsen1的电压(电阻r41两端分得的电压),通过a/d转换，判断电压值是否在正常范围。当开关闭合时,若总电压低于要求的电压值,分压电阻r41上的电压过小,单片机读取数值，作出判断并发出保护信号，使电机停止工作。
51.(2)过流保护
52.当流过主回路的电流流过采样电阻r73,电阻两端产生压降，单片机通过读取isen处电压(该处电压与r73两端电压一致)，经过单片机内部运放对该电压的放大，以及ad转换，判断是否处在正常数值范围。若电流过大时，则单片机作出判断并发出保护信号，使电机停止工作。
53.(3)转速保护
54.该模块是通过单片机读取ha、hb、hc上的信号输出，判断电机换相情况并计算出换相周期，从而计算出机械周期以及电机转速。
55.在具体应用中，具体的说在锂电池供电的bldc驱动割草刀片旋转的割草机实例中，会出现几种典型的工况：1、空载，一般是在平地启机，割草机刀片只切割空气；2、青草疏松，割草机只需要较小的切割扭矩就可以实现较好的切割效果；3、经典一般性草地，割草机稳定的工作做设计的最高效率点附近，有较好的切割效果；4、有密实的青草甚至草较为湿润，割草机需要工作在电机的最大扭矩输出，才能有较好的切割效果。
56.本实施例采用bldc控制系统，通过采集工作电流、工作转速，来智能的判断系统的工况，匹配到相应的工况后，调用对应的工作模式，工况1：不停机，进行低速恒速驱动；工况2：进行低扭矩恒定扭矩驱动；工况3：在最高效率点附近扭矩与转速相对恒定驱动；工况4：电机性能全部释放，不做限制pwm100％驱动。
57.综上所述，本实施例的bldc控制系统会灵活的实时的检测自身的工况并匹配相应的工作模式，最终起到整个系统既不影响性能输出又节能的效果。
58.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。