)微处理器读取直流母线电流I和电机转速η;
[0038]步骤4)微处理器获取外部输入目标转速S，计算转速差e=目标转速S-电机转速n，利用转速PI调节器输出调节参数V_D ；
[0039]步骤5)微处理器根据直流母线电流I和电机转速η计算提前角a =F (I，η)，微处理器计算转子的实时角度θ=ωΧ?，其中ω是角速度，可以通过电机转速η换算，t是时间；
[0040]步骤6)微处理器计算输入到逆变电路的PWM信号，逆变电路输出到各相绕组的PWM斩波电压U=F (V_D, θ+α),然后跳回步骤2 )。
[0041]上述所述的电机是三相电机，具有a、b、c三相绕组，逆变电路输出到各相绕组的PWM信号斩波电压分别为:
[0042]Ua=Vbus X sin ( Θ + a ) X V_D;
[0043]Ub=VbusXsin( θ + α +120°) XV_D;
[0044]Uc=Vbus X sin (θ+α +240°) X V_D;
[0045]其中Vbus是直流母线电压，基本不变的
[0046]上述所述的步骤3)微处理器读取直流母线电流I和电机转速η后，若直流母线电流I大于最大直流母线电流1-max,或者电机转速η大于最高转速n-max,则停机，以保护电机。
[0047]上述所述的步骤I的初始化参数是将直流母线电流1、电机转速η、调节参数V_D和提前角α全部归零。
[0048]如图7所示，一般的电机名牌上标称额定转速，电机运行的速度不能超过电机额定转速，但实际应用中经常需要宽展电机的转速(即提高最高转速，以满足要求)，以适应更多的负载。
[0049]通过如下实验步骤获得的:将电机的输出轴连接加载器，并通过实时通信手段将电机的运行参数传送到电脑，电脑也可以将控制指令发送到电机。
[0050]A)首先给定电机最高转速命令n-max,电机设定为恒转速模式,实时增大提前角Θ，使电机转速达到高转速命令n-max，使用加载器逐渐给电机加载,直到电机输出功率满足要求，此时调整提前角α，保证电机输出功率最高，记录此时电机的直流母线电流1-max和提前角αI ；
[0051]B)给定电机的额定转速n-rate，设定为恒转速模式，实时增大提前角Θ，使转速达到n-rate，使用加载器逐渐给电机加载，直到电机输出功率满足要求，此时调整提前角Θ，保证电机输出功率为最大功率时的直流母线电流12和提前角α 2 ；
[0052]C)给定电机的额定转速n-rate，设定为恒转速模式，实时增大提前角Θ，使转速达到n-rate，使用加载器逐渐给电机加载，保证电机输出功率为等于最大功率的1/2时，记录母线电流电流13和提前角α 3 ；
[0053]D)按照如下公式:α =Κ1ΧΙ+Κ2+ηΧΚ3;
[0054]保证 n=n_rate, 1=12 时，α = α 2 ;n=n_max, I=I_max 时，α = α I ;n=n_rate, 1=13时，α = α 3 ;由上述的3元一次方程，求解的Κ1Κ2Κ3，I为电机实时测得的直流母线电流值，η为实时转速,得到函数a=F (I, η)。
[0055]上述的步骤4)微处理器获取外部输入目标转速S，计算转速差e=目标转速S-电机转速n，利用转速PI调节器输出调节参数V_D，关于转速PI调节器可以使纯硬件或者软件的PI调节器，其输出调节参数V_D=KpXe+ / KiXeXdt,其中Kp是放大系数，Ki是积分系数，这些参数与PI调节器性能有关，转速PI调节器输出调节参数V_D的取值范围0.1至1，当目标转速S与实测转速相差巨大时，V_D=1，使电机尽快达到目标转速S ；PI调节器是现有的技术，在此不在叙述。
【主权项】
1.一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，所述的ECM电机具有定子组件、转子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、母线电流检测电路和霍尔传感器，电源电路为各部分电路供电，母线电流检测电路将直流母线电流I输入微处理器，霍尔传感器将转子位置信号输入微处理器并换算出转子的实际转速n，微处理器控制逆变电路驱动定子组件，其特征在于:它包括如下步骤: 步骤I)电机上电，初始化参数； 步骤2)微处理器读取霍尔传感器的转子位置信号，更新转子角度； 步骤3)微处理器读取直流母线电流I和电机转速η; 步骤4)微处理器获取外部输入目标转速S，计算转速差e=目标转速S-电机转速n，利用转速PI调节器输出调节参数V_D ； 步骤5)微处理器根据直流母线电流I和电机转速η计算提前角a=F (Ι，η)，微处理器计算转子的实时角度θ=ωΧ?，其中ω是角速度，可以通过电机转速n换算，t是时间； 步骤6)微处理器计算输入到逆变电路的PWM信号，逆变电路输出到各相绕组的PWM斩波电压U=F(V_D，Θ+a)，然后跳回步骤2)。
2.根据权利要求1所述的一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，其特征在于:所述的电机是三相电机，具有a、b、c三相绕组,逆变电路输出到各相绕组的PWM信号斩波电压分别为: Ua=Vbus X sin ( Θ + a ) X V_D;Ub=VbusXsin( θ + α +1200) XV_D;Uc=Vbus X sin ( θ + α +2400) X V_D; 其中Vbus是直流母线电压，基本不变的。
3.根据权利要求1或2所述的一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，其特征在于:步骤5计算提前角α的函数F (I，η)是a =Kl X Ι+Κ2+ηΧΚ3，其中Κ1、Κ2、Κ3是系数，I为电机实时测得的直流母线电流值，η为电机实时转速。
4.根据权利要求1或2所述的一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，其特征在于:V_D的取值范围0.1至I。
5.根据权利要求1或2所述的一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，其特征在于:步骤3)微处理器读取直流母线电流I和电机转速η后，若直流母线电流I大于最大直流母线电流1-max,或者电机转速η大于最高转速n_max,则停机。
6.根据权利要求1或2所述的一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，其特征在于:步骤I的初始化参数是将直流母线电流1、电机转速η、调节参数V_D和提前角α全部归零。
【专利摘要】本发明涉及一种扩展ECM电机转速范围的控制方法，它包括：步骤1）电机上电，初始化参数；步骤2）微处理器读取霍尔传感器的转子位置信号，更新转子角度；步骤3）微处理器读取直流母线电流I和电机转速n；步骤4）微处理器获取外部输入目标转速S，计算转速差e=目标转速S-电机转速n，利用转速PI调节器输出调节参数V_D；步骤5）微处理器根据直流母线电流I和电机转速n计算提前角α=F（I，n)，微处理器计算转子的实时角度θ=ω×t；步骤6）微处理器计算输入到逆变电路的PWM信号，逆变电路输出到各相绕组的PWM斩波电压U=F(V_D，θ+α)，然后跳回步骤2，它利用提前角的控制，简化计算和控制，降低微处理器的运算要求，从而降低产品的成本。
【IPC分类】H02P6-08
【公开号】CN104811103
【申请号】CN201410033713
【发明人】边文清, 封剑龙, 赵勇
【申请人】中山大洋电机股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月23日
【公告号】US20150207443, WO2015109863A1