一种空心杯直流电机的自适应方法及系统与流程

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种空心杯直流电机的自适应方法及系统。

背景技术：

1、随着电机技术的不断发展和人们对电机的性能和可靠性的不断追求，无刷电机应运而生。直流空心杯电机就是无刷电机的一种，无刷电机通过微控制器实现有感控制驱动，控制算法使电子换相，并控制电机的转子。

2、目前，空心杯电机通常通过霍尔传感器感应电机内磁场的变化并输出控制电机转动的电信号。霍尔传感器的输出信号容易受到环境温度的影响，信号的精度随温度的变化而变化。在温度变化的影响下，实际电信号和理想电信号之间的误差会导致微控制器通过预设的换相表和控制参数匹配到错误的换相时序并进行错误的pwm(脉冲宽度调制)，进而影响电机的性能表现，如转速控制不稳定或转矩输出不足。

3、因此，有必要提供一种能够适用于不同温度条件下的空心杯直流电机。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种空心杯直流电机的自适应方法，基于与电机相连接的微控制器，所述微控制器存储有换相表，其特征在于，换相表中设有通电顺序、数字信号和控制参数，所述方法包括步骤：

2、在多种温度下测试运行电机，分别获取每个温度对应的控制参数，根据控制参数获取换相表中对应的通电顺序，逻辑控制单元根据通电顺序依次向电机的各个绕组通电；

3、电机的各个绕组通电启动，电机的转子带动永磁体旋转并产生磁场变化，霍尔传感器检测磁场变化，并根据磁场变化持续输出电信号；

4、微控制器通过定时器单元，持续读取电信号对应的数字信号；

5、逻辑控制单元根据所述数字信号检索所述换相表，并获取控制信号；

6、高级定时器单元根据控制信号设置pwm占空比，并通过pwm占空比调节电机的转速；

7、根据控制信号，转速控制单元计算转速误差e；

8、逻辑控制单元内设置一个误差阈值s，若满足关系式：e≥s，则逻辑控制单元执行循环程序，不断生成新的控制参数，并根据控制参数不断比较转速误差e和误差阈值s，直到满足关系式：e＜s，则逻辑控制单元跳出循环程序，并保留当前循环中的控制参数。

9、更优地，换相表中还设有换相步骤，每个换相步骤有对应的通电顺序；

10、其中，电机根据通电顺序和换相步骤运行，温度传感器获取电机运行时的温度t1，且温度传感器设置有临界温度t2，当t1＜t2时，电机稳定运行；当t1≥t2时，电机运行的效率降低。

11、更优地，若电机运行效率降低，逻辑控制单元增大控制参数，且根据控制参数，换相表中对应的通电顺序改变；

12、其中，当电机稳定运行时，所述换相表获取并保存当前温度对应的控制参数和通电顺序。

13、更优地，若换相表记录有与数字信号匹配的通电顺序，则逻辑控制单元根据与数字信号对应的控制参数获取第一控制信号；

14、若换相表没有记录与数字信号匹配的通电顺序，则逻辑控制单元新增一个第二控制参数，并更新换相表，根据新增的控制参数获取第二控制信号。

15、更优地，当控制信号为第一控制信号，则执行换相表预设的通电顺序，当控制信号为第二控制信号，第二控制信号通过高级定时器单元传输至转速控制单元，转速控制单元获取设定转速和实际转速，根据设定转速s1和实际转速s2计算转速误差e，且满足关系式：e＝|s1-s2|；

16、其中，若e＜s，则逻辑控制单元保留第二控制参数，且保存当前换相表；若e≥s，则逻辑控制单元删除第二控制参数，并新增一个第三控制参数，逻辑控制单元根据第三控制参数获取第三控制信号，并传输至高级定时器单元，高级定时器单元通过第三控制信号重新设置pwm占空比，并根据pwm占空比调节电机的实际转速s2；根据第三控制信号调节后的实际转速s2判断第三控制参数是否可用。

17、更优地，定时器单元包括通用定时器单元，通过通用定时器单元，微控制器获取霍尔传感器的电信号，电信号通过模数转换单元转化为数字信号，并传输至定时器单元；

18、控制参数和设定转速存储于外设存储器中，其中，直接内存访问单元支持微控制器和外设设备之间跳过处理器传输数据，转速控制单元通过直接内存访问单元获取设定转速，逻辑控制单元通过直接内存访问单元获取控制参数。

19、更优地，所述方法还包括步骤：

20、若电机停止，电源管理单元触发省电模式，定时器单元和直接内存访问单元断电，且逻辑控制单元以第一功率p1运行。

21、更优地，若电机启动，则霍尔传感器输出电信号，且电信号进入模数转换单元，模数转换单元将电信号转换为中断信号，并传输到逻辑控制单元，根据中断信号，逻辑控制单元中断电源管理单元的省电模式，并清除中断信号，通过中断省电模式，断电的各器件恢复通电；

22、其中，恢复通电模式后，逻辑控制单元以第二功率p2运行，且满足关系式：

23、p1≤p2×0.1。

24、更优地，

25、pwm占空比越高，则电机接收的电压比例越高，电机的转速越快；

26、pwm占空比越低，则电机接收的电压比例越低，电机的转速越慢；

27、当占空比为0％时，电机断电，且转速逐渐下降，并最终停止转动。

28、一种空心杯直流电机的系统，所述系统实现上述一种空心杯直流电机的自适应方法。

29、本发明具有如下有益效果：

30、本发明通过在多种温度下测试运行电机，获取一个包括每种温度对应的控制参数的换相表，并根据多种控制参数，驱动电机在多种温度下运行。通过比较转速误差e和误差阈值s，判断不同温度下的控制参数是否精确。通过电机执行循环程序，不断优化换相表和控制参数，使电机能够适用于不同温度条件。

技术特征：

1.一种空心杯直流电机的自适应方法，基于与电机相连接的微控制器，所述微控制器存储有换相表，其特征在于，换相表中设有通电顺序、数字信号和控制参数，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，换相表中还设有换相步骤，每个换相步骤有对应的通电顺序；

3.根据权利要求2所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，若换相表记录有与数字信号匹配的通电顺序，则逻辑控制单元根据与数字信号对应的控制参数获取第一控制信号；

5.根据权利要求4所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，当控制信号为第一控制信号，则执行换相表预设的通电顺序，当控制信号为第二控制信号，第二控制信号通过高级定时器单元传输至转速控制单元，转速控制单元获取设定转速和实际转速，根据设定转速s1和实际转速s2计算转速误差e，且满足关系式：e＝|s1-s2|；

6.根据权利要求1所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，定时器单元包括通用定时器单元，通过通用定时器单元，微控制器获取霍尔传感器的电信号，电信号通过模数转换单元转化为数字信号，并传输至定时器单元；

7.根据权利要求1所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

8.根据权利要求7所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，若电机启动，则霍尔传感器输出电信号，且电信号进入模数转换单元，模数转换单元将电信号转换为中断信号，并传输到逻辑控制单元，根据中断信号，逻辑控制单元中断电源管理单元的省电模式，并清除中断信号，通过中断省电模式，断电的各器件恢复通电；

9.根据权利要求1所述的一种空心杯直流电机的自适应方法，其特征在于，

10.一种空心杯直流电机的系统，所述系统实现如权利要求1～9任意一项所述的一种空心杯直流电机的自适应方法。

技术总结一种空心杯直流电机的自适应方法，基于与电机相连接的微控制器，所述方法包括步骤：设置一个换相表，在多种环境条件下获取多种控制参数；霍尔传感器根据磁场变化输出电信号；定时器单元读取电信号；逻辑控制单元根据电信号检索换相表并获取控制信号；根据控制信号设置PWM占空比和电机的转速；转速控制单元判断是否计算转速误差E；分析转速误差E，判断是否重新配置电机的转速；通过比较转速误差E和误差阈值S，判断不同温度下的控制参数是否精确。通过执行自适应控制函数，优化换相表和控制参数，使电机能够适用于不同温度条件下。技术研发人员：侯荣生,冯万平,莫龙平受保护的技术使用者：东莞市鑫宝达电机有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10