[发明专利]电机控制器及电机控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种无刷直流电机的控制器以及直流无刷电机的控制方法。 

背景技术

无刷直流电机因其具备连续调速、启动转矩大、机械特性好、可控性好等优点，越来越受到人们的青睐，已经广泛应用在各种电器设备中。无刷直流电机除了设置有定子以及转子，还设有控制电机运行的控制器，用于控制无刷直流电机的调速、换向。现在一种无刷直流电机的控制器的电原理框图如图1所示。 

现有的控制器具有微控制器11，接收外部输入的调速信号，该信号包含一个设定值。微控制器11接收设定值后，根据设定值生成脉冲宽度调制信号，即PWM信号，并将生成的脉冲宽度调制信号输出至功率驱动电路12。 

功率驱动电路12具有六个功率管，六个功率管的通断均由微控制器11控制，用于将向电机M的定子线圈输出驱动信号，由此驱动电机M的转子旋转，向外输出动力。 

控制器上还设有电流反馈电路14，采样流经功率驱动电路12的电流信号，并将电流信号转换成电压信号反馈至微控制器11。通常，电流反馈电路14设有采样电阻，流经功率驱动电路12的电流经过采样电阻后，在采样电阻的两端形成电压信号。由于采样电阻两端的电压信号较小，电流反馈电路14将采样电阻两端的电压信号放大后输出至微控制器11。 

另外，控制器上还设有转速反馈电路15，用于检测电机M转子的转速。通常，电机M上安装有一个霍尔传感器，用于检测转子的转动速度，将转速转换成电信号后输出至微控制器11，微控制器11接收的信号为转速信号。 

控制器还设有电源电路16，用于接收交流电，并将交流电降压、整流后输出直流电，供微控制器11、功率驱动电路12工作。 

现有的无刷直流电机的调速方式主要为恒转速控制，即根据设定的转速目标向微控制器11发出设定值，微控制器11根据设定值向功率驱动电路12输出脉冲宽度调制信号。同时，微控制器11还将设定的目标转速与转速反馈电路15反馈的实际转速进行比较，如果目标转速高于实际转速，表明电机M需要提高转速，控制器提高输出到功率驱动电路12的脉冲宽度调制信号的占空比，以提高输入到电机M定子线圈绕组的有效电压，使电机M加速。若微控制器11判断目标转速低于实际转速，则电机M需要降低转速，微控制器11降低输出的脉冲宽度调制信号占空比，以降低电机M输入电压，使电机M转速下降。 

电机M实际运行时，外部向控制器给定一个控制信号，电机M的转速也就确定了。因此，恒转速的控制方式适合空调、风扇等转速要求恒定的设备。 

但是，随着直流无刷电机在家电领域的应用，尤其是风机上的应用，恒转速的控制方法逐步显现出其弊端，如应用在抽油烟机、风机盘管上时，风机的工作状态易受到设备具体应用场合的影响。设备安装的位置和安装的方式不同，风道的结构特性也不同，风机在同等输入条件下输出风量有较大波动，甚至不能满足基本的风量输出要求。例如，在抽油烟机的使用中，由于设备安装位置的不同，风道的长度和角度也有很大不同，当风阻较大时，在电机转速不变的情况下，风机的输出风量会有所下降，甚至无法保证油烟的及时排出。 

发明内容

本发明的主要目的是提供一种提高适应不同风机应用的电机控制方法。 

本发明的另一目的是提供一种使电机根据风机的应用情况自适应调节转速的电机控制器。 

为实现本发明的主要目的，本发明提供的电机控制方法包括电机控制器的微控制器接收一设定值，并根据设定值向功率驱动电路输出脉冲宽度调制信号，控制器的电流反馈电路采样流经功率驱动电路的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输出至微控制器，控制器的转速反馈电路采样电机的转子的转速信号，并将转速信号输出至微控制器，其中，微控制器根据电压信号与转速信号的比值计算一计算值，并根据计算值与设定值的大小关系调节向功率驱动电路输出的脉冲宽度调制信号的占空比。 

由上述方案可见，微控制器并不是根据反馈的转速信号控制输出的脉冲宽度调制信号的占空比，而是根据电流反馈电路的电压信号与转速信号的比值计算的计算值与设定值的大小关系来调节脉冲宽度调制信号的占空比。由于风机的出风量跟电流反馈电路反馈的电压信号与电机的转速的比值有关，因此，根据电压信号与转速信号的比值来调节脉冲宽度调制信号的占空比，能够实现出风量的恒定，满足不同风机的工作要求。 

一个优选的方案是，微控制器调节脉冲宽度调制信号的占空比的步骤是：微控制器判断计算值大于设定值时，降低脉冲宽度调制信号的占空比，微控制器判断计算值小于设定值时，提高脉冲宽度调制信号的占空比。