[发明专利]外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法

说明书

本发明提出了一种外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法，包括如下步骤：检测无刷直流电机初始状态，获得初始状态的采样电流；根据采样电流判断电机的换相顺序和时间，判断电机的初始状态为顺风状态、逆风状态或静止状态；根据风机初始状态采取不同的启动控制方式，保证风机在顺风、逆风状态或静止状态下稳定启动。

技术领域

本发明涉及电机控制技术，尤其涉及一种外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法。

背景技术

无刷直流电机因其没有换向器和电刷构成的机械接触装置，降低了电机制造和维护成本，增加了电机的寿命。无换向火花使其适用于各种环境且电机采用封闭式结构，不用担心粉尘进入电机，安全性高。同时无刷直流电机具有大转矩、速度范围高、效率高、过载能力强、体积小等优点。因此，无刷直流电机在各行各业中得到广泛应用。无刷直流电机的位置信号由位置传感器或软件位置检测技术提供，考虑到成本和环境等因素，大多数采用无位置传感器检测技术提供电机位置信号。

由软件位置检测技术提供位置信号的无刷直流电机，其运行过程分为开环启动和速度闭环控制两个过程。开环分为定位(直流励磁)阶段、强拖阶段，定位阶段给电机通直流电(Id_start)，电机因直流电的作用固定在“零点”位置，之后进入强拖阶段，强制加入旋转磁场(ω)，使转子跟随该旋转磁场旋转，达到设定的最低初始速度时，切入闭环控制。闭环控制中，电机配合位置信号运行，而开环电机的转动和位置信号无关。故而，无刷直流电机的开环启动很重要，定位阶段若电机无法定位，电机启动很有可能失败。

一般无刷直流电机，其应用环境中电机转子都是静止的，电机可直接进行开环启动。但对于风机类电机而言，在外部风力的作用下，在启动时其电机转子很可能不是固定的，电机本身就存在初始速度，此时再通直流电定位，不易固定转子，造成电机失步启动失败。。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法，包括如下步骤：检测无刷直流电机初始状态，获得初始状态的采样电流；根据采样电流判断电机的换相顺序和时间，判断电机的初始状态为顺风状态、逆风状态或静止状态；根据风机初始状态采取不同的启动控制方式，保证风机在顺风、逆风状态或静止状态下稳定启动。

本发明提出的所述外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法中，获得初始状态的采样电流为：设定同时打开下三桥的占空比，构成电流回路；检测此时三相电流中电流最大的相位电流；记录该相位电流第一次换相的时间和此时的电流最大值；记录该相位电流第二次换相的时间和此时的电流最大值；记录该相位电流第三次换相的时间和此时的电流最大值；得到采样电流。

本发明提出的所述外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法中，判断电机的初始状态为：设定电机三相电流的换向时间阈值及风机的最小旋转速度；若电机的换相时间大于阈值，则判断电机为静止状态；依据三相电流的换相顺序判断电机为顺风状态或逆风状态。

本发明提出的所述外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法中，电机在逆风状态下的启动控制方法包括：设定逆风最大转速、逆风最小转速和第一转速；在逆风状态下，当电机转速大于该逆风最大转速时，判断电机进入紧急状态不启动电机；当电机转速小于逆风最小转速时，判断电机进入静止状态；当电机转速处于逆风最大转速与第一转速之间时，采用耗能制动模式，增加下三桥的占空比，直到电机刹车后的速度小于第一转速后跳过定位直接进入强拖阶段，当电机正向转速大于最低转速值时进入闭环控制。

本发明提出的所述外挂式无位置传感器无刷直流风机的启动控制方法中，电机在顺风状态下的启动控制方法包括：顺风时，若电机的初始转速大于目标控制转速，不启动电机；若初始转速小于目标控制转速时，直接进入强拖阶段和最低转速值进行比较，大于最低转速值直接切入闭环控制，否则继续强拖增大转速。