號HALL-CAP，輸入到單片機的捕獲端口，使得動子對于定子每移動60°電角度，單片機就更加容易捕獲到上升沿或下降沿，并通過內部捕獲端口獲得動子運行60°電角度所需要的運行時間SIN-N ；
步驟三，單片機每捕獲一個上升沿或下降沿后就會讀取三相開關型霍爾位置傳感器輸出到單片機I/O端口的位置信號，動子每運行360°電角度后，在S1、S2、S3端口上依次循環得到6個不同的動子起始位置電平信號值，二進制數值分別為001、101、100、110、010、011，分別代表動子當前所處的起始電角度位置為0°、60°、120°、180°、240°、300° ；
步驟四，單片機每捕獲到一個上升沿或下降沿后，立即啟動單片機內部一個定時器單元開始實時檢測動子此后運行的時間SIN-K ；
步驟五，根據動子前一次60°運行時間和當前運行時間可以預計出動子相對于前一個60°后所經過的相對電角度；
Θ = ( SIN-K X 60 ) / SIN-N ；
Θ:動子當前所經過的電角度；
SIN-N:動子前一次60°電角度的運行時間；
SIN-K:動子當前運行時間；
步驟六，根據在單片機I/O端口 S1、S2、S3上獲得的動子起始位置信號得到動子當前電角度位直；
起始位置為0°時,動子當前所處電角度為:β = O + θ ；
起始位置為60°時，動子當前所處電角度為:β = 60 + θ ；
起始位置為300°時，動子當前所處電角度為:β = 300 + θ ；
步驟七，通過動子當前所處的電角度位置，結合在方波驅動方式下，需要提供給驅動電路的PWM分別計算出下一時刻需提供給U、V、W三相H橋驅動電路的PWM值，其中:
U 相上橋臂 PWM 值為:PWM-U = [ 1/2 + F-PWM X SIN(3) / 2 ] XT-MAT ；
V 相上橋臂 PWM 值為:PWM-V = [ 1/2 + F-PWM X SIN (β — 120 ) / 2 ] X T-MAT; W 相上橋臂 PWM 值為:PWM-W = [ 1/2 + F-PWM X SIN(@ + 120 ) / 2 ] XT-MAT ； F-PWM:方波控制方式下所需提供給三相驅動電路的PWM值； T-MAT:單片機PWM周期寄存器匹配值；
步驟八，分別將PWM-U、PWM-V, PWM-W賦給單片機PWM占空比匹配單元，產生U、V、W三相H橋驅動電路的上橋臂PWM驅動波形Spwm-U+、Spwm-V+、Spwm-ff+；U> V、W三相H橋驅動電路的下橋臂PWM驅動波形Spwm-U—、Spwm-V—、Spwm_W—與對應側上橋臂相同,但極性相反。
[0021]經過上述步驟，動子運行360°電角度后，在直線電機的三相定子線圈端能得到如圖7所示的等效端電壓Vin-U、Vin-V、Vin-W，是互差120°的正弦波驅動電壓，相比于傳統方波驅動能明顯抑制直線電機推力波動，降低自動平滑門的運行噪聲，有利于提高自動平滑門性能。
[0022]本發明的保護范圍包括但不限于以上實施方式，本發明的保護范圍以權利要求書為準，任何對本技術做出的本領域的技術人員容易想到的替換、變形、改進均落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.自動平滑門永磁直線同步電機正弦控制方法，其特征在于，包括: 步驟一，根據自動平滑門給定運行速度，通過“速度-PWM”對應關系表得到在方波驅動方式下需要提供給U、V、W三相驅動電路的PWM為F-PWM ； 步驟二，在永磁直線同步電機的定子安裝有三相開關型霍爾位置傳感器，三相開關型霍爾位置傳感器發出的霍爾信號經過濾波整形后被同時輸入到單片機I/O端口 S1、S2、S3和倍頻電路，倍頻電路將經過濾波整形的霍爾信號三倍頻后再輸入單片機的一個捕獲端口，讓動子相對于定子每移動60°電角度，單片機就能捕獲一個上升沿或下降沿，并通過內部捕獲單元可以獲取動子每運行60°電角度的運行時間SIN-N ； 步驟三，單片機每次捕獲一個上升沿或下降沿后就讀取開關型霍爾位置傳感器輸入到單片機I/O端口的信號，動子每運行360°電角度后，在單片機I/O端口 S1、S2、S3上依次循環得到6個不同的動子起始位置電平信號值； 步驟四，單片機每次捕獲一個上升沿或下降沿后就立即啟動單片機內部的一個定時器開始實時檢測動子此后運行的時間SIN-K ； 步驟五，根據動子前一次相對于定子移動60°電角度的運行時間和當前運行時間可以預計出動子相對于前一個60°后所經過的電角度； 步驟六，通過在單片機I/O端口 S1、S2、S3可以獲得不同的動子起始位置，并計算出動子當前電角度的位置； 步驟七，根據計算出的動子當前所處的電角度位置，結合方波驅動方式下，需要提供給驅動電路的PWM分別計算出下一時刻需要提供給U、V、W三相H橋驅動電路的PWM值； 步驟八，分別將PWM-U、PWM-V, PWM-W賦給單片機PWM占空比匹配單元，產生U、V、W三相H橋驅動電路的上橋臂PWM驅動波形Spwm-U+、Spwm-V+> Spwm-W+;U> V、W三相H橋驅動電路的下橋臂PWM驅動波形Spwm-U—、Spwm-V—、Spwm_W—與對應側上橋臂相同,但極性相反；動子運行360°電角度后，便可以在永磁直線同步電機的U、V、W三相線圈得到互差120°電角度的馬鞍型合成正弦波端電壓，來抑制直線電機的推力波動。
2.根據權利要求1所述的自動平滑門永磁直線同步電機正弦控制方法，其特征在于:所述U、V、W三相H橋驅動電路的下橋臂PWM驅動波形與對應側上橋臂相同，但極性相反。
3.根據權利要求1所述的自動平滑門永磁直線同步電機正弦控制方法，其特征在于:所述三相開關型霍爾位置傳感器相對于一對動子磁極長度以互差120°電角度均勻分布在定子上。
4.根據權利要求3所述的自動平滑門永磁直線同步電機正弦控制方法，其特征在于:利用所述三相開關型霍爾位置傳感器來檢測所述永磁直線同步電機的動子位置信息，并獲得霍爾信號，所述霍爾信號作為所述動子位置信號。
【專利摘要】本發明涉及一種自動平滑門永磁直線同步電機正弦控制方法，通過在永磁直線同步電機的定子上安裝三相開關型霍爾位置傳感器可以獲得定子與動子相對位置，采用倍頻電路倍頻信號輸入單片機的一個捕獲端口，檢測動子相對于定子前一個60°電角度運行時間，同時通過單片機內部定時器實時檢測動子相對于定子當前運行時間并預計出動子與定子當前相對位置，運用正弦插值法，給三相定子線圈提供互差120°的正弦電壓驅動永磁直線同步電機運行，抑制永磁直線同步電機波動，改善自動平滑門的運行效果。
【IPC分類】H02P6-16, H02P6-10
【公開號】CN104702169
【申請號】CN201510061489
【發明人】王學工, 婁嘉駿, 何建兵, 石建立
【申請人】寧波知上智能軟件開發有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月6日