加轉(zhuǎn)速，按照預(yù)設(shè)遞增步進(jìn)增大F_rotor_set ;如果外部指令為減小轉(zhuǎn)速,按照預(yù)設(shè)遞增步進(jìn)減小F_rotor_set ;如果外部指令為停止轉(zhuǎn)動(dòng),停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat的輸出。
[0054]轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s，放置于單相永磁同步電動(dòng)機(jī)的極靴尖端或根部靠左或右側(cè)，的轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s可以設(shè)置為活動(dòng)設(shè)置，撥動(dòng)靠左或靠右，同時(shí)與勵(lì)磁線(xiàn)圈接線(xiàn)方式匹配，可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
[0055]以上實(shí)施方式僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍；因此，凡跟本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，其特征在于，基于以下硬件: 單相兩極永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)Msyn ； 接通或關(guān)斷所述電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電源的雙向晶閘管Thtri ； 單片微處理器MCU ； 轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s，設(shè)置在所述電動(dòng)機(jī)Msyn定子-轉(zhuǎn)子空氣隙定子側(cè)的給定位置，以時(shí)鐘鐘面共軸線(xiàn)地覆于所述定子-轉(zhuǎn)子橫斷面上，以定子倆磁極相鄰兩對(duì)極靴間空隙中心線(xiàn)為時(shí)鐘12點(diǎn)和6點(diǎn)鐘，該傳感器Sn/s位于11~12點(diǎn)或5~6點(diǎn)鐘之間，抑或是1~2點(diǎn)或6~7點(diǎn)鐘之間； 同時(shí)并定義以下各符號(hào)所代表的物理量:Un/s是轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s輸出到單片微處理器MCU的轉(zhuǎn)子磁極極性邏輯電平信號(hào)；并設(shè)定Un/s=l為轉(zhuǎn)子N極轉(zhuǎn)至此處，反之，Un/s=0為轉(zhuǎn)子S極轉(zhuǎn)至此處； Uv是所述電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電源電壓Vnet的邏輯電平信號(hào)，同時(shí)設(shè)定Uv=I代表該電壓源Vnet的瞬時(shí)值大于零，反之，信號(hào)Uv=O則代表該電壓源Vnet的瞬時(shí)值小于零；Uv通過(guò)動(dòng)力電源電壓Vnet整形獲得，其周期即為電源周期Tpow ； Ugat是開(kāi)通所述雙向晶閘管Thtri的門(mén)極驅(qū)動(dòng)邏輯電平信號(hào)； 設(shè)置一個(gè)檢測(cè)周期T_test ； 包括步驟: 步驟10:接通總電源，所述微處理器MCU初始化； 步驟20:在檢測(cè)周期T_test內(nèi)，檢測(cè)Uv的邊緣是否反轉(zhuǎn)，獲得電動(dòng)機(jī)動(dòng)力電源電壓Vnet的周期Tpow ； 步驟30:在Uv信號(hào)的反轉(zhuǎn)時(shí)刻，微處理器MCU檢測(cè)所述的Un/s信號(hào)是否與Uv信號(hào)匹配即所述Un/s信號(hào)與Uv信號(hào)正好對(duì)應(yīng)為同相,或者正好對(duì)應(yīng)為異相；若Un/s信號(hào)與Uv信號(hào)匹配，則開(kāi)啟定子勵(lì)磁繞組驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat ； 步驟40:在Ugat開(kāi)啟之后，延時(shí)Tpow/4后，微處理器MCU關(guān)閉Ugat。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，其特征在于，還包括 步驟20之后，步驟30之前包括步驟21:將方波信號(hào)Uv相位時(shí)移0~ / 2，獲得相位提前的同頻虛擬信號(hào)Ush,在虛擬信號(hào)Ush的反轉(zhuǎn)時(shí)刻,記錄Un/s的值Hall_delay ； 步驟30中，在檢測(cè)所述的Un/s信號(hào)是否與Uv信號(hào)匹配的時(shí)候，使用的是時(shí)移的Ush信號(hào)值即Hall_delay值。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，其特征在于:設(shè)轉(zhuǎn)子的實(shí)測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為F_rotor_teSt，轉(zhuǎn)子的控制目標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為F_rotor_set,預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率F_rotor_set的初始設(shè)定值,步驟20或者步驟21之后，步驟30之前包括步驟23與步驟24: 步驟23:檢測(cè)Un/s信號(hào)，獲得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率F_rotor_test ； 步驟 24:比較 F_rotor_test 與 F_rotor_set 的差距； 步驟30之后包括步驟31,若F_rotor_test高于F_rotor_set,不輸出或者減少Ugat輸出的個(gè)數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，其特征在于:設(shè)置控制周期為T(mén)_Contix)l，步驟31之后，步驟40之前包括: 步驟32，在控制周期T_control內(nèi)，統(tǒng)計(jì)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat的個(gè)數(shù)； 步驟33，判斷轉(zhuǎn)子的速度是否高于預(yù)設(shè)，如果高于預(yù)設(shè)，逐步減小一個(gè)控制周期T_control內(nèi)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat的個(gè)數(shù)； 步驟34，判斷轉(zhuǎn)子的速度是否高于預(yù)設(shè)，如果低于預(yù)設(shè)，逐步增加控制周期T_Contix)l內(nèi)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat的個(gè)數(shù)； 在控制周期T_control內(nèi)，在時(shí)間上均勻的輸出所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，其特征在于:步驟21之后步驟23之前，還包括步驟22， 步驟22:獲取外部控制指令，外部控制指令包括增加轉(zhuǎn)速、減小轉(zhuǎn)速或停止轉(zhuǎn)動(dòng)的步驟；如果所述外部指令為增加轉(zhuǎn)速，按照預(yù)設(shè)遞增步進(jìn)增大F_rotor_Set ;如果所述外部指令為減小轉(zhuǎn)速，按照預(yù)設(shè)遞增步進(jìn)減小F_rotor_Set ;如果所述外部指令為停止轉(zhuǎn)動(dòng)，停止驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat的輸出。6.一種小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制裝置，其特征在于包括:電源輸入模塊(100)、交流電源極性檢測(cè)模塊(500)、直流穩(wěn)壓電源模塊(200)、永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性檢測(cè)模塊(400)、控制模塊￠00)、定子激勵(lì)繞組功率驅(qū)動(dòng)模塊(700)； 電源輸入模塊(100),提供外部交流電的輸入； 交流電源極性檢測(cè)模塊(500)、與電源輸入模塊(100)電連接，包括放大整形電路，將輸入的交流正弦波整形為與所述正弦波同周期的方波Uv ； 直流穩(wěn)壓電源模塊(200)、與電源輸入模塊電連接，包括半波整形或者全波整形電路，將輸入的交流正弦波整形直流，為其他直流電路提供直流電源； 永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性檢測(cè)模塊(400)，包括用于檢測(cè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程極性變化的轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s，輸出判斷轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性是N極還是S極的方波信號(hào)Un/s ；控制模塊，包括微處理器，與所述的永磁體轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性檢測(cè)模塊和交流電源極性檢測(cè)模塊電信號(hào)連接，輸入所述的方波Uv信號(hào)與所述的方波信號(hào)Un/s，向定子激勵(lì)繞組功率驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat ； 定子激勵(lì)繞組功率驅(qū)動(dòng)模塊，包括定子勵(lì)磁繞組驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat控制所述雙向晶閘管； 所述控制模塊，周期性檢測(cè)所述方波Uv信號(hào)，獲得方波Uv信號(hào)的突變邊沿時(shí)間，獲得所述交流電源的周期； 所述控制模塊，在方波Uv信號(hào)的突變時(shí)刻，檢查所述的Un/s信號(hào)是否與Uv信號(hào)匹配；或?qū)⒎讲ㄐ盘?hào)Uv相位時(shí)移0~π/ 2，獲得相位時(shí)移的同頻虛擬信號(hào)Ush，在虛擬信號(hào)Ush的反轉(zhuǎn)時(shí)刻,記錄Un/s的值Hall_delay ;在檢測(cè)所述的Un/s信號(hào)是否與Uv信號(hào)匹配的時(shí)候，使用相位時(shí)移的Ush信號(hào)值即Hall_delay值； 若所述的Un/s信號(hào)與Uv信號(hào)匹配，則開(kāi)啟所述Ugat信號(hào)； 所述的控制模塊，在Ugat開(kāi)啟后,延時(shí)Tpow/4后關(guān)閉Ugat。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制裝置，其特征在于: 控制模塊如果判定轉(zhuǎn)子的速度F_rotor_test高于預(yù)設(shè)F_rotor_set,不輸出定子勵(lì)磁繞組驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat ； 控制模塊如果判定轉(zhuǎn)子的速度低于預(yù)設(shè)，在Un/s的高低電平半周之內(nèi)，在與之匹配的方波信號(hào)Uv的正負(fù)半周邊緣反轉(zhuǎn)開(kāi)啟定子勵(lì)磁繞組驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ugat，在Ugat開(kāi)啟之后，延時(shí)Tpow/4之后，關(guān)閉Ugat。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制裝置，其特征在于:包括控制輸入模塊； 所述控制輸入模塊包括按鍵開(kāi)關(guān)，所述按鍵開(kāi)關(guān)一端與所述控制模塊中的微處理器的I/O輸入電連接，另一端與電源地連接； 所述按鍵開(kāi)關(guān)，包括加速、減速或/和停止按鍵。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的控制裝置，其特征在于:轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器Sn/s，設(shè)置在所述電動(dòng)機(jī)定子-轉(zhuǎn)子空氣隙定子側(cè)的給定位置，以時(shí)鐘鐘面共軸線(xiàn)地覆于所述定子-轉(zhuǎn)子橫斷面上，以定子倆磁極相鄰兩對(duì)極靴間空隙中心線(xiàn)為時(shí)鐘12點(diǎn)和6點(diǎn)鐘,該傳感器Sn/s位于11~12點(diǎn)或5~6點(diǎn)鐘之間,抑或是1~2點(diǎn)或6-7點(diǎn)鐘之間。
【專(zhuān)利摘要】一種小、微型單相永磁體轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的軟件控制方法，適用于小、微型電動(dòng)機(jī)，依據(jù)轉(zhuǎn)子磁極極性傳感器輸出電平躍變時(shí)序獲得實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)極性信號(hào)，輸出對(duì)應(yīng)的時(shí)序控制信號(hào)來(lái)控制定子勵(lì)磁線(xiàn)圈的電流方向，使得定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)匹配，以保證永磁體轉(zhuǎn)子持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所述控制方法和裝置，低成本高效率地發(fā)揮了單相永磁體電機(jī)體積小的優(yōu)勢(shì)，用于驅(qū)動(dòng)小功率風(fēng)扇等小功率電器特別適合。
【IPC分類(lèi)】H02P6/08, H02P6/18
【公開(kāi)號(hào)】CN104967368
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510105455
【發(fā)明人】劉飛宏
【申請(qǐng)人】劉飛宏
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年3月11日