[发明专利]单相直流永磁无刷电机控制器、控制方法和电机动力系统

说明书

本发明公开一种临近空间飞艇电机动力系统使用的单相直流永磁无刷电机的控制器、控制方法，所述控制器包括：位置信号采集模块、脉冲占空比计算模块、脉冲切换模块和脉冲输出模块；其中，位置信号采集模块与脉冲切换模块连接，脉冲输出模块与脉冲占空比计算模块、脉冲切换模块连接，脉冲输出模块包括两个定时器，两个定时器分别产生两路脉冲方波，并根据脉冲占空比调节定时器输出的脉冲方波的占空比；脉冲切换模块用于根据转子位置信息和当前的脉冲输出状态，确定是否切换脉冲输出状态。本发明的处理器通过输入输出口电平高低的电平信号来判断电机转子位置，进而控制电机的启动和运行。

技术领域

本发明涉及动力推进电机控制器，具体涉及一种单相直流永磁无刷电机的控制器。

背景技术

目前，在科技的发展和国家节能减排大战略的方向指引下，电动汽车、高铁、临近空间和航空等制造业领域大量应用永磁电机动力系统，该动力系统主要包括驱动控制器和无刷永磁电机两部分，其中，无刷永磁电机主要包括无刷永磁同步电机、无刷永磁直流电机和无刷永磁直流单相电机等，而驱动控制器的控制功能和性能则在很大程度上决定移动平台的动力经济性、平稳性、制动性、安全性及可靠性等。

传统电机多为三相电机，控制技术比较成熟，均是采用励磁补偿的方式控制的。目前，直流永磁无刷电机控制器代表的基本都是三相电机及其控制系统。单相直流电机无位置传感器，由于电机有启动和运行死点，启动控制性能差，致使单相直流电机控制器难以发展。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种单相直流永磁无刷电机的控制方法和控制器，进而至少在一定程度上克服由于现有技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本发明的第一方面，本发明公开了一种单相直流永磁无刷电机的控制器，其特征在于，包括：位置信号采集模块、脉冲占空比计算模块、脉冲切换模块和脉冲输出模块；其中，

位置信号采集模块与脉冲切换模块连接，用于采集转子位置信息，所述转子位置信息包括电机转子启动位置和电机转子运行位置；

脉冲占空比计算模块与脉冲输出模块连接，用于根据给定速度得到脉冲占空比并将脉冲占空比发送给脉冲输出模块；

脉冲输出模块与脉冲占空比计算模块、脉冲切换模块连接，用于将脉冲切换模块选择的脉冲方波根据脉冲占空比输出脉冲方波，脉冲输出模块包括两个定时器，两个定时器分别产生两路脉冲方波，并根据脉冲占空比调节定时器输出的脉冲方波的占空比，脉冲输出模块在脉冲切换模块的切换下，输出其中一路脉冲方波；

脉冲切换模块与位置信号采集模块、脉冲输出模块连接，用于根据转子位置信息和当前的脉冲输出状态，确定是否切换脉冲输出状态，如果是，则将当前输出的脉冲方波切换为另一路脉冲方波，否则，不切换当前输出的脉冲方波。

根据本发明的一示例实施方式，所述控制器还包括启动模块，所述启动模块与位置信号采集模块、脉冲输出模块连接，用于检测启动信号，并触发脉冲输出模块输出脉冲、启动电机，还通过监测转子位置信息判断电机是否成功启动。

根据本发明的一示例实施方式，所述位置信号采集模块包括位置可用判断模块，所述位置可用判断模块用于根据设备运行阶段和当前脉冲输出状态判断采集到的位置信号是否可用，可用则保留该位置信号。