一种ecm电机的恒力矩控制方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种ECM电机的恒力矩控制方法。
【背景技术】：
[0002] ECM电机，简称电子换相电机，也可以称作直流无刷永磁同步电机，因ECM电机使 用环境不同，ECM电机的控制模式一般有：恒转速控制、恒力矩控制和恒风量控制等，恒力 矩控制是较为常用的模式，目前常用的矢量控制方式，矢量控制数学模型复杂，计算繁琐， 需要运算能力较强的CPU，制造成本较高。恒力矩控制也有通过标量控制母线电流的方式进 行，如见1993年公开的美国专利US5220259 (A)，该专利说明书及权利要求披露利用母线电 流进行恒力矩控制，但该种控制方式仍然复杂，控制的变量较多，控制精度较差。
【发明内容】
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[0003] 本发明的目的是提供一种ECM电机的恒力矩控制方法，它数学模型简单，算法简 洁，对CPU运算要求不高，成本较低，控制精度较高。
[0004] 本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。
[0005] -种ECM电机的恒力矩控制方法，所述的ECM电机具有定子组件、转子组件、机壳 组件以及电机控制器，所述的电机控制器包括电源电路、微处理器、逆变电路和转子位置测 量电路，电源电路为各部分电路供电，转子位置测量电路检测转子位置信号并输入到微处 理器，微处理器控制逆变电路，逆变电路控制定子组件的各相线圈绕组的通断电，其特征在 于：它包括如下步骤：
[0006] 步骤A)利用实验手段建立电机输出的力矩值与直流母线电流的函数关系式 Itad=F(T，P)并存入微处理器，其中Itad是母线电流，T是电机输出的力矩值，P是微处理 器输入到逆变电路PWM信号斩波输出电压；
[0007] 步骤B)获取外部输入目标力矩值T0,若电机处于停机状态，运行电机，微处理器 取得初始的PWM信号斩波输出电压P值，若电机处于运转状态，微处理器获取当前的PWM 信号斩波输出电压P值；
[0008] 步骤C)微处理器根据目标力矩值T0和PWM信号斩波输出电压P值利用函数 Itad=F(T,P)换算成对应的目标母线电流值Itad，检测实时母线电流Ibus;
[0009] 步骤D)微处理器根据检测到的实时母线电流Ibus，比较目标母线电流值Itad与 实时母线电流Ibus进行闭环控制，若目标母线电流值Itad大于实时母线电流Ibus，增加 PWM信号斩波输出电压P值，若目标母线电流值Itad小于实时母线电流Ibus，减少PWM信号 斩波输出电压P值，若目标母线电流值Itad与实时母线电流Ibus相等，停止调节PWM信号 斩波输出电压P值，ECM电机进入工况状态"，然后回到步骤C)继续进行恒力矩控制状态。
[0010] 目标母线电流值Itad与实时母线电流Ibus相等是指实时母线电流Ibus偏离目 标母线电流值Itad的误差在1%范围内。
[0011] 上述步骤A)的函数关系式Itad=F(T,P)是Itad=Kl+K2*T+K3*P+K4*T*P,其中K1、 K2、K3、K4是系数，T是力矩，P是PWM信号斩波输出电压。
[0012] 本发明与现有技术相比，具有如下效果：1)利用实验手段得到电机输出的力矩 值与直流母线电流的函数关系式Itad=F(T，P)，微处理器根据目标力矩值T0利用函数Itad=F(T，P)换算成对应的目标母线电流值Itad;微处理器根据检测到的实时母线电流 Ibus，比较目标母线电流值Itad与实时母线电流Ibus进行闭环控制，若目标母线电流值 Itad大于实时母线电流Ibus，提高微处理器输入到逆变电路的PWM信号的占空比P值，若 目标母线电流值Itad小于实时母线电流Ibus，降微处理器输入到逆变电路的PWM信号的占 空比P值，当目标母线电流值Itad与实时母线电流Ibus之间相等，停止调节微处理器输入 至IJ逆变电路的PWM信号的占空比P值，它控制变量数目少，数学模型简单，可以采用运算能 力不高的CPU或者MCU等微处理器，从而大大降低产品成本，同时，闭环控制以及实验手段 的充分测量，有效保障控制的精度。
【附图说明】：
[0013] 图1是本发明的ECM电机的立体图。
[0014] 图2是本发明的ECM电机的电机控制器的立体图。
[0015] 图3是本发明的ECM电机的剖视图；
[0016] 图4是本发明的ECM电机的电机控制器的电路方框图。
[0017] 图5是图4对应的电路图。
[0018] 图6是本发明的恒力矩控制方法的控制流程图。
[0019] 图7是本发明ECM电机与测工机的连接示意图。
【具体实施方式】：
[0020] 下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
[0021] 如图1、图2、图3所示，ECM电机通常由电机控制器2和电机单体1，所述的电机 单体1包括定子组件12、转子组件13和机壳组件11，定子组件13安装在机壳组件11上， 电机单体1安装有检测转子位置的霍尔传感器14,转子组件13套装在定子组件12的内侧 或者外侧组成，电机控制器2包括控制盒22和安装在控制盒22里面的控制线路板21，控制 线路板21-般包括电源电路、微处理器、母线电流检测电路、逆变电路和转子位置测量电 路14 (即霍尔传感器)，电源电路为各部分电路供电，转子位置测量电路检测转子位置信号 并输入到微处理器，母线电流检测电路将检测的母线电路输入到微处理器，微处理器控制 逆变电路，逆变电路控制定子组件12的各相线圈绕组的通断电。
[0022] 如图4、图5所示，假设ECM电机是3相无刷直流永磁同步电机，转子位置测量电 路14 一般采用3个霍尔传感器，3个霍尔传感器分别检测一个360度电角度周期的转子位 置，每转过120度电角度改变一次定子组件12的各相线圈绕组的通电，形成3相6步控制 模式。交流输入（ACINPUT)经过由二级管07、08、09、010组成的全波整流电路后，在电容 C1的一端输出直流母线电压Vbus，直流母线电压Vbus与输入交流电压有关，交流输入（AC INPUT)的电压确定后，母线电压Vbus是恒定的，3相绕组的线电压P是PWM斩