一種用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)供電控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于無刷直流電機(jī)在運(yùn)行過程中所實(shí)施的阻容降壓供電方式，其是將輸入交流電經(jīng)過降壓電容進(jìn)行分壓，再由整流電路進(jìn)行整流處理后輸出直流電，電機(jī)驅(qū)動電路根據(jù)該直流電驅(qū)動無刷直流電機(jī)運(yùn)行，該直流電的電壓與電機(jī)驅(qū)動電路輸出至無刷直流電機(jī)的驅(qū)動電流呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系。當(dāng)輸入交流電的電壓發(fā)生變化時，由于降壓電容上的電流和電壓均不變，所以上述直流電的電壓會跟隨輸入交流電的電壓變化而發(fā)生改變；而由于降壓電容上的電壓是與其所流過的電流是正相關(guān)的，當(dāng)無刷直流電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時，降壓電容上的電流會隨之發(fā)生波動，進(jìn)而使降壓電容上的電壓也產(chǎn)生波動，從而使上述直流電的電壓跟隨降壓電容上的電壓的波動而發(fā)生改變。
[0003]根據(jù)上述內(nèi)容可知，輸入交流電的電壓變化和負(fù)載變化均會使上述直流電的電壓產(chǎn)生波動，而直流電的電壓產(chǎn)生波動會導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動電路無法穩(wěn)定工作，進(jìn)而導(dǎo)致無刷直流電機(jī)無法安全穩(wěn)定地運(yùn)行，從而影響無刷直流電機(jī)的性能。對此，現(xiàn)有技術(shù)通過在電機(jī)驅(qū)動電路中選用電壓耐受能力較強(qiáng)的電子元器件以保證無刷直流電機(jī)能夠安全運(yùn)行，但這會導(dǎo)致硬件成本增加，且無法解決直流電壓因輸入交流電的電壓或負(fù)載發(fā)生變化而產(chǎn)生波動的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的硬件成本高且無法解決直流電壓因輸入交流電的電壓或負(fù)載發(fā)生變化而產(chǎn)生波動的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法，交流電依次經(jīng)過降壓電容進(jìn)行分壓以及整流電路進(jìn)行整流后輸出直流電至電機(jī)驅(qū)動電路中的逆變器，所述無刷直流電機(jī)根據(jù)所述逆變器所輸出的驅(qū)動電流進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動電流與所述直流電的電壓呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系；
[0006]所述直流電壓控制方法包括以下步驟:
[0007]在所述無刷直流電機(jī)運(yùn)行過程中，對所述直流電的電壓進(jìn)行檢測；
[0008]將所述直流電的電壓與參考直流電壓進(jìn)行比較；
[0009]當(dāng)所述直流電的電壓大于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器增大所述驅(qū)動電流以使所述直流電的電壓減小；
[0010]當(dāng)所述直流電的電壓小于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器減小所述驅(qū)動電流以使所述直流電的電壓增大。
[0011]本發(fā)明還提供了一種用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制系統(tǒng)，交流電依次經(jīng)過降壓電容進(jìn)行分壓以及整流電路進(jìn)行整流后輸出直流電至電機(jī)驅(qū)動電路中的逆變器，所述無刷直流電機(jī)根據(jù)所述逆變器所輸出的驅(qū)動電流進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，所述驅(qū)動電流與所述直流電的電壓呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系；
[0012]所述直流電壓控制系統(tǒng)包括:
[0013]直流電壓檢測模塊，用于在所述無刷直流電機(jī)運(yùn)行過程中，對所述直流電的電壓進(jìn)tx檢測；
[0014]直流電壓比較模塊，用于將所述直流電的電壓與參考直流電壓進(jìn)行比較；
[0015]驅(qū)動電流控制模塊，用于當(dāng)所述直流電的電壓大于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器增大所述驅(qū)動電流以使所述直流電的電壓減小；當(dāng)所述直流電的電壓小于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器減小所述驅(qū)動電流以使所述直流電的電壓增大。
[0016]本發(fā)明通過在無刷直流電機(jī)運(yùn)行過程中，對輸入至逆變器的直流電的電壓進(jìn)行檢測，并將該直流電的電壓與參考直流電壓進(jìn)行比較，當(dāng)直流電的電壓大于參考直流電壓時，控制逆變器增大驅(qū)動電流以使直流電的電壓得到減小；當(dāng)直流電的電壓小于參考直流電壓時，控制逆變器減小驅(qū)動電流以使直流電的電壓得到增大，從而可在電機(jī)負(fù)載或輸入交流電的電壓發(fā)生變化而引起直流電的電壓產(chǎn)生波動時，通過調(diào)整逆變器的驅(qū)動電流以抑制直流電的電壓的波動，進(jìn)而在不采用電壓耐受能力強(qiáng)的電子元器件的情況下可以保證無刷直流電機(jī)能夠安全穩(wěn)定地工作，且有助于降低硬件成本。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的無刷直流電機(jī)的常用控制原理框圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是圖3所示的直流電壓控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例提供了用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法，其中，對于無刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，如圖1所示的控制框圖，交流電依次經(jīng)過降壓電容進(jìn)行分壓以及整流電路進(jìn)行整流后輸出直流電至電機(jī)驅(qū)動電路的逆變器，無刷直流電機(jī)根據(jù)逆變器所輸出的驅(qū)動電流進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，該驅(qū)動電流與上述直流電的電壓呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即:驅(qū)動電流增大時，直流電的電壓會減??；驅(qū)動電流減小時，直流電的電壓會增大。
[0023]圖2示出了上述用于無刷直流電機(jī)的直流電壓控制方法的實(shí)現(xiàn)流程，為了便于說明，僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0024]在步驟SI中，在無刷直流電機(jī)運(yùn)行過程中，對輸出至逆變器的直流電的電壓進(jìn)行檢測。
[0025]在步驟S2中，將該直流電的電壓與參考直流電壓進(jìn)行比較。
[0026]其中，參考直流電壓是指預(yù)先設(shè)定的用于衡量直流電的電壓是否發(fā)生波動的基準(zhǔn)電壓值。當(dāng)直流電的電壓等于該參考直流電壓時，逆變器所輸出的驅(qū)動電流保持穩(wěn)定，該驅(qū)動電流能夠驅(qū)動無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0027]在步驟S3中，當(dāng)該直流電的電壓大于參考直流電壓時，控制逆變器增大其所輸出的驅(qū)動電流以使該直流電的電壓減小。
[0028]此處需要說明的是，對于步驟S3，由于直流電的電壓大于參考直流電壓，所以需要減小直流電的電壓以保證無刷直流電機(jī)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，而鑒于逆變器所輸出的驅(qū)動電流與上述直流電的電壓呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系，所以可通過增大驅(qū)動電流的方式以使直流電的電壓得到減小，從而達(dá)到抑制直流電的電壓增大的目的。
[0029]而對于步驟S3中控制逆變器增大其所輸出的驅(qū)動電流的步驟，其具體為:
[0030]控制逆變器增大其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器增大其輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位和/或增大逆變器的驅(qū)動電流限制值。
[0031]對于上述控制逆變器增大其所輸出的驅(qū)動電流的步驟的具體實(shí)現(xiàn)，其中包含控制逆變器增大其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器增大其輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位以及增大逆變器的驅(qū)動電流限制值這三種方式，上述具體實(shí)現(xiàn)可以是只執(zhí)行其中的一種方式、同時執(zhí)行其中的兩種方式或者同時執(zhí)行三種方式。
[0032]其中，對于無刷直流電機(jī)，逆變器會將所輸入的直流電轉(zhuǎn)換為具備一定占空比的電壓脈沖，且占空比越大，驅(qū)動電流越大，所以可以通過增大逆變器的輸出電壓脈沖的占空比(即脈寬調(diào)制)以增大驅(qū)動電流。再者，當(dāng)逆變器的輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位(即超前角)保持在某一固定值時，才能在無刷直流電機(jī)中的繞組形成穩(wěn)定的相電流(超前角與相電流呈正相關(guān)的關(guān)系)，從而使無刷直流電機(jī)保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)，所以可以通過增大超前角的方式以增大驅(qū)動電流。此外，由于在逆變器對無刷直流電機(jī)輸出上述電壓脈沖的過程中，會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動電流限制值控制電壓脈沖的占空比，以便將驅(qū)動電流限制在低于該驅(qū)動電流限制值的范圍內(nèi)，所以可通過增大逆變器的驅(qū)動電流限制值的方式以增大驅(qū)動電流。
[0033]在步驟S4中，當(dāng)該直流電的電壓小于參考直流電壓時，控制逆變器減小其所輸出的驅(qū)動電流以使該直流電的電壓增大。
[0034]此處需要說明的是，對于步驟S4，由于直流電的電壓小于參考直流電壓，所以需要增大直流電的電壓以保證無刷直流電機(jī)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，而鑒于逆變器所輸出的驅(qū)動電流與上述直流電的電壓呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系，所以可通過減小驅(qū)動電流的方式以使直流電的電壓得到增大，從而達(dá)到抑制直流電的電壓減小的目的。
[0035]而對于步驟S4中控制逆變器減小其所輸出的驅(qū)動電流的步驟，其具體為:
[0036]控制逆變器減小其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器減小其輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位和/或減小逆變器的驅(qū)動電流限制值。
[0037]對于上述控制逆變器減小其所輸出的驅(qū)動電流的步驟的具體實(shí)現(xiàn)，其中包含控制逆變器減小其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器減小其輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位以及減小逆變器的驅(qū)動電流限制值這三種方式，上述具體實(shí)現(xiàn)可以是只執(zhí)行其中的一種方式、同時執(zhí)行其中的兩種方式或者同時執(zhí)行三種方式。
[0038]其中，對于無刷直流電機(jī)，逆變器會將所輸入的直流電轉(zhuǎn)換為具備一定占空比的電壓脈沖，且占空比越小，驅(qū)動電流越小，所以可以通過減小逆變器的輸出電壓脈沖的占空比(即脈寬調(diào)制)以減小驅(qū)動電流。再者，當(dāng)逆變器的輸出電壓脈沖波形與相應(yīng)電機(jī)相繞組的反電勢之間的相位(即超前角)保持在某一固定值時，才能在無刷直流電機(jī)中的繞組形成穩(wěn)定的相電流(超前角與相電流呈正比關(guān)系)，從而使無刷直流電機(jī)保持安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)，所以可以通過減小超前角的方式以增大驅(qū)動電流。此外，由于在逆變器對無刷直流電機(jī)輸出上述電壓脈沖的過程中，會根據(jù)預(yù)先設(shè)定