一種用于無刷直流電機的直流電壓控制方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電機供電控制領域，尤其涉及一種用于無刷直流電機的直流電壓控制方法和系統。
【背景技術】
[0002]目前，對于無刷直流電機在運行過程中所實施的阻容降壓供電方式，其是將輸入交流電經過降壓電容進行分壓，再由整流電路進行整流處理后輸出直流電，電機驅動電路根據該直流電驅動無刷直流電機運行，該直流電的電壓與電機驅動電路輸出至無刷直流電機的驅動電流呈負相關的關系。當輸入交流電的電壓發生變化時，由于降壓電容上的電流和電壓均不變，所以上述直流電的電壓會跟隨輸入交流電的電壓變化而發生改變；而由于降壓電容上的電壓是與其所流過的電流是正相關的，當無刷直流電機的負載發生變化時，降壓電容上的電流會隨之發生波動，進而使降壓電容上的電壓也產生波動，從而使上述直流電的電壓跟隨降壓電容上的電壓的波動而發生改變。
[0003]根據上述內容可知，輸入交流電的電壓變化和負載變化均會使上述直流電的電壓產生波動，而直流電的電壓產生波動會導致電機驅動電路無法穩定工作，進而導致無刷直流電機無法安全穩定地運行，從而影響無刷直流電機的性能。對此，現有技術通過在電機驅動電路中選用電壓耐受能力較強的電子元器件以保證無刷直流電機能夠安全運行，但這會導致硬件成本增加，且無法解決直流電壓因輸入交流電的電壓或負載發生變化而產生波動的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種用于無刷直流電機的直流電壓控制方法，旨在解決現有技術所存在的硬件成本高且無法解決直流電壓因輸入交流電的電壓或負載發生變化而產生波動的問題。
[0005]本發明是這樣實現的，一種用于無刷直流電機的直流電壓控制方法，交流電依次經過降壓電容進行分壓以及整流電路進行整流后輸出直流電至電機驅動電路中的逆變器，所述無刷直流電機根據所述逆變器所輸出的驅動電流進行運轉，所述驅動電流與所述直流電的電壓呈負相關的關系；
[0006]所述直流電壓控制方法包括以下步驟:
[0007]在所述無刷直流電機運行過程中，對所述直流電的電壓進行檢測；
[0008]將所述直流電的電壓與參考直流電壓進行比較；
[0009]當所述直流電的電壓大于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器增大所述驅動電流以使所述直流電的電壓減小；
[0010]當所述直流電的電壓小于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器減小所述驅動電流以使所述直流電的電壓增大。
[0011]本發明還提供了一種用于無刷直流電機的直流電壓控制系統，交流電依次經過降壓電容進行分壓以及整流電路進行整流后輸出直流電至電機驅動電路中的逆變器，所述無刷直流電機根據所述逆變器所輸出的驅動電流進行運轉，所述驅動電流與所述直流電的電壓呈負相關的關系；
[0012]所述直流電壓控制系統包括:
[0013]直流電壓檢測模塊，用于在所述無刷直流電機運行過程中，對所述直流電的電壓進tx檢測；
[0014]直流電壓比較模塊，用于將所述直流電的電壓與參考直流電壓進行比較；
[0015]驅動電流控制模塊，用于當所述直流電的電壓大于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器增大所述驅動電流以使所述直流電的電壓減小；當所述直流電的電壓小于所述參考直流電壓時，控制所述逆變器減小所述驅動電流以使所述直流電的電壓增大。
[0016]本發明通過在無刷直流電機運行過程中，對輸入至逆變器的直流電的電壓進行檢測，并將該直流電的電壓與參考直流電壓進行比較，當直流電的電壓大于參考直流電壓時，控制逆變器增大驅動電流以使直流電的電壓得到減小；當直流電的電壓小于參考直流電壓時，控制逆變器減小驅動電流以使直流電的電壓得到增大，從而可在電機負載或輸入交流電的電壓發生變化而引起直流電的電壓產生波動時，通過調整逆變器的驅動電流以抑制直流電的電壓的波動，進而在不采用電壓耐受能力強的電子元器件的情況下可以保證無刷直流電機能夠安全穩定地工作，且有助于降低硬件成本。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明實施例所涉及的無刷直流電機的常用控制原理框圖；
[0018]圖2是本發明實施例提供的用于無刷直流電機的直流電壓控制方法的實現流程圖；
[0019]圖3是本發明實施例提供的用于無刷直流電機的直流電壓控制系統的結構示意圖；
[0020]圖4是圖3所示的直流電壓控制系統的應用實例示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0022]本發明實施例提供了用于無刷直流電機的直流電壓控制方法，其中，對于無刷直流電機的運轉，如圖1所示的控制框圖，交流電依次經過降壓電容進行分壓以及整流電路進行整流后輸出直流電至電機驅動電路的逆變器，無刷直流電機根據逆變器所輸出的驅動電流進行運轉，該驅動電流與上述直流電的電壓呈負相關的關系，即:驅動電流增大時，直流電的電壓會減小；驅動電流減小時，直流電的電壓會增大。
[0023]圖2示出了上述用于無刷直流電機的直流電壓控制方法的實現流程，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下:
[0024]在步驟SI中，在無刷直流電機運行過程中，對輸出至逆變器的直流電的電壓進行檢測。
[0025]在步驟S2中，將該直流電的電壓與參考直流電壓進行比較。
[0026]其中，參考直流電壓是指預先設定的用于衡量直流電的電壓是否發生波動的基準電壓值。當直流電的電壓等于該參考直流電壓時，逆變器所輸出的驅動電流保持穩定，該驅動電流能夠驅動無刷直流電機實現安全穩定的運行。
[0027]在步驟S3中，當該直流電的電壓大于參考直流電壓時，控制逆變器增大其所輸出的驅動電流以使該直流電的電壓減小。
[0028]此處需要說明的是，對于步驟S3，由于直流電的電壓大于參考直流電壓，所以需要減小直流電的電壓以保證無刷直流電機能夠安全穩定地運行，而鑒于逆變器所輸出的驅動電流與上述直流電的電壓呈負相關的關系，所以可通過增大驅動電流的方式以使直流電的電壓得到減小，從而達到抑制直流電的電壓增大的目的。
[0029]而對于步驟S3中控制逆變器增大其所輸出的驅動電流的步驟，其具體為:
[0030]控制逆變器增大其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器增大其輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位和/或增大逆變器的驅動電流限制值。
[0031]對于上述控制逆變器增大其所輸出的驅動電流的步驟的具體實現，其中包含控制逆變器增大其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器增大其輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位以及增大逆變器的驅動電流限制值這三種方式，上述具體實現可以是只執行其中的一種方式、同時執行其中的兩種方式或者同時執行三種方式。
[0032]其中，對于無刷直流電機，逆變器會將所輸入的直流電轉換為具備一定占空比的電壓脈沖，且占空比越大，驅動電流越大，所以可以通過增大逆變器的輸出電壓脈沖的占空比(即脈寬調制)以增大驅動電流。再者，當逆變器的輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位(即超前角)保持在某一固定值時，才能在無刷直流電機中的繞組形成穩定的相電流(超前角與相電流呈正相關的關系)，從而使無刷直流電機保持安全穩定的工作狀態，所以可以通過增大超前角的方式以增大驅動電流。此外，由于在逆變器對無刷直流電機輸出上述電壓脈沖的過程中，會根據預先設定的驅動電流限制值控制電壓脈沖的占空比，以便將驅動電流限制在低于該驅動電流限制值的范圍內，所以可通過增大逆變器的驅動電流限制值的方式以增大驅動電流。
[0033]在步驟S4中，當該直流電的電壓小于參考直流電壓時，控制逆變器減小其所輸出的驅動電流以使該直流電的電壓增大。
[0034]此處需要說明的是，對于步驟S4，由于直流電的電壓小于參考直流電壓，所以需要增大直流電的電壓以保證無刷直流電機能夠安全穩定地運行，而鑒于逆變器所輸出的驅動電流與上述直流電的電壓呈負相關的關系，所以可通過減小驅動電流的方式以使直流電的電壓得到增大，從而達到抑制直流電的電壓減小的目的。
[0035]而對于步驟S4中控制逆變器減小其所輸出的驅動電流的步驟，其具體為:
[0036]控制逆變器減小其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器減小其輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位和/或減小逆變器的驅動電流限制值。
[0037]對于上述控制逆變器減小其所輸出的驅動電流的步驟的具體實現，其中包含控制逆變器減小其輸出電壓脈沖的占空比、控制逆變器減小其輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位以及減小逆變器的驅動電流限制值這三種方式，上述具體實現可以是只執行其中的一種方式、同時執行其中的兩種方式或者同時執行三種方式。
[0038]其中，對于無刷直流電機，逆變器會將所輸入的直流電轉換為具備一定占空比的電壓脈沖，且占空比越小，驅動電流越小，所以可以通過減小逆變器的輸出電壓脈沖的占空比(即脈寬調制)以減小驅動電流。再者，當逆變器的輸出電壓脈沖波形與相應電機相繞組的反電勢之間的相位(即超前角)保持在某一固定值時，才能在無刷直流電機中的繞組形成穩定的相電流(超前角與相電流呈正比關系)，從而使無刷直流電機保持安全穩定的工作狀態，所以可以通過減小超前角的方式以增大驅動電流。此外，由于在逆變器對無刷直流電機輸出上述電壓脈沖的過程中，會根據預先設定