電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法
2023-04-27 10:11:01 1
專利名稱：電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法
技術領域：
本發明涉及弱磁控制功能的控制方法，是指電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法。
背景技術：
現有電動自行車用無刷電機控制器不具有弱磁控制功能，自行車正常路況及爬坡運行時，負載電流差別較大，對控制器功率部分的電流過載倍數要求較高，危及控制器的安全運行。
發明內容
本發明的目的是提供一種電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法，使電動自行車用無刷電機控制器在不增加硬體成本的基礎上，通過實現弱磁控制，既使整車在正常路況下的最高速度指標得到保障，同時，結合被驅動電機的配套設計，有效降低整車對控制器功率部分電流過載倍數的要求，使控制器的可靠性得到進一步的提高。
實現本發明電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法是在控制器中的單片微處理器MCU內設置一處理程序，包括一主程序和脈寬調製PWM中斷子程序，該程序的主程序循環執行空操作，等待脈寬調製PWM中斷響應，每個脈寬調製PWM周期結束時，申請脈寬調製PWM中斷，中斷響應後，執行脈寬調製PWM中斷子程序，脈寬調製PWM中斷子程序的工作步驟為a)控制器的單片微處理器根據傳感器霍爾信號，計算電機實時轉速；b)判別是否達到弱磁轉速點；c)若未達到弱磁轉速點，則輸出正常門控邏輯信號；d)若達到弱磁轉速點，計算弱磁角(即提前換相角)；e)判斷霍爾狀態是否改變；f)若改變，輸出正常門控邏輯信號，並根據提前換相角和當前電機轉速確定延遲時間，設置延時計數器初值，延時計算器減1；g)若霍爾狀態未改變，直接跳轉至延時計算器減1語句執行；h)判別延時計數器是否為0；i)若延時計數器不為0，表明延時尚未結束，直接執行中斷返回；j)若延時計數器為0，表明延時結束，輸出提前換相角門控邏輯信號，中斷返回。
本發明的優點是，當電機達到弱磁轉速點時，實現弱磁控制，有效地提高了被驅動電機輕負載轉矩時的最大運行轉速；根據弱磁控制特點，配套設計時可適當提高電機的轉矩係數值，既保證整車速度指標，同時，由於配套電機的力矩係數增加，又能達到同樣整車出力對應的繞組相電流將有所降低，故整車對控制器功率部分電流過載倍數的要求將明顯降低，將使控制器的可靠性得到進一步的提高。
附圖1為已有電動自行車用無刷電機控制器功能框圖。
附圖2為本發明實施控制的主程序流程圖。
附圖3為本發明實施控制的PWM中斷子程序流程圖。
具體實施例方式
附圖1為已有電動自行車用無刷電機控制器功能框圖，包括外圍電路、單片微處理器MCU、前級驅動及功率放大電路，這些電路在已有的電動自行車用無刷電機控制器中通用。
實現本發明電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法是在控制器中的單片微處理器MCU內設置一處理程序，該程序的主程序流程請參閱附圖2所示，循環執行空操作，等待脈寬調製PWM中斷響應，一旦脈寬調製PWM周期結束時，申請PWM中斷，中斷響應後，即進入脈寬調製PWM中斷子程序，脈寬調製PWM中斷子程序流程請參見附圖3，具體步驟為a)根據霍爾傳感器信號計算電機的轉速；b)判別是否達到弱磁轉速點，未達到弱磁轉速點時，查正常換相邏輯表，輸出正常換相門控邏輯信號，當達到弱磁轉速點時，根據設定的最低弱磁轉速點弱磁角及最高弱磁轉速點弱磁角，按線性關係推出對應弱磁轉速點的弱磁角，該弱磁角即為對應轉速下無刷電機控制的提前換相角；c)判斷霍爾狀態是否改變，若改變，輸出正常門控邏輯信號，並計算延遲時間，具體延遲時間為T=60-60T1]]>式中 T-延遲時間a-弱磁角T1-對應轉速下兩次換相之間的時間根據延遲時間設置延時計數器初值，延時計算器減1，若霍爾狀態未改變，直接跳轉至延時計算器減1語句執行；d)判別延時計數器是否為0，若延時計數器不為0，表明延時尚未結束，直接執行中斷返回，若延時計數器為0，表明延時結束，輸出提前換相角門控邏輯信號，中斷返回。通過以上脈寬調製PWM中斷子程序周期性地中斷執行，在弱磁轉速點，MCU輸出提前換相邏輯信號，該信號通過前級驅動電路，控制三相橋式功率放大電路，實現無刷電機的弱磁控制。
權利要求
1.一種電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法，其特徵在於該方法是在控制器中的單片微處理器MCU內設置一處理程序，包括一主程序和脈寬調製中斷子程序，該程序的主程序循環執行空操作，等待脈寬調製PWM中斷響應，每個脈寬調製PWM周期結束時，申請脈寬調製PWM中斷，中斷響應後，執行脈寬調製PWM中斷子程序，脈寬調製PWM中斷子程序的工作步驟為a)控制器的單片微處理器根據傳感器霍爾信號，計算電機實時轉速；b)判別是否達到弱磁轉速點；c)若未達到弱磁轉速點，則輸出正常門控邏輯信號；d)若達到弱磁轉速點，計算弱磁角即提前換相角；e)判斷霍爾狀態是否改變；f)若改變，輸出正常門控邏輯信號，並根據提前換相角和當前電機轉速確定延遲時間，設置延時計數器初值，延時計算器減1；g)若霍爾狀態未改變，直接跳轉至延時計算器減1語句執行；h)判別延時計數器是否為0；i)若延時計數器不為0，表明延時尚未結束，直接執行中斷返回；j)若延時計數器為0，表明延時結束，輸出提前換相角門控邏輯信號，中斷返回。
全文摘要
本發明提供一種電動自行車用無刷電機控制器中弱磁控制功能的控制方法，在一般電動自行車用無刷電機控制器中的單片微處理器MCU內設置一脈寬調製PWM中斷子程序，MCU根據霍爾信號計算電機的實時轉速，判別是否達到弱磁轉速點，當達到弱磁轉速點時，計算對應轉速的弱磁角即提前換相角，微處理器根據該提前換相角，查表輸出對應的提前換相邏輯信號，通過前級驅動及功率放大部分對電機實現弱磁控制。優點是在不增加電動自行車用無刷電機控制器硬體成本的基礎上，既使整車在正常路況下的最高速度指標得到保障，同時，通過提高配套電機轉矩係數設計值，在整車爬坡時，控制器功率部分的電流得到有效降低，將有效地提高控制器的使用壽命。
文檔編號H02P6/08GK1652450SQ20051002434
公開日2005年8月10日 申請日期2005年3月11日 優先權日2005年3月11日
發明者貢俊, 秦小雷, 須斌 申請人:上海安乃達驅動技術有限公司