电机正反转切换方法和风扇与流程

1.本发明涉及电机控制领域，特别是涉及一种电机正反转切换方法和一种风扇。


背景技术：

2.目前高压电扇直流电机正反转切换时，首先是刹车减速，刹车减速分软件软件车和硬件刹车，软件刹车存在刹车速度较慢或较大噪音并伴有机械振动，而硬件刹车增加成本。
3.现在大部分采用软刹车，而对刹车平稳性、快速性、静音效果要求越来越高。目前常用的方式在直流电机高速刹车会出现机械性噪音且因吊扇类负载惯性较大会引起直流母线电压较大升高甚至超过限定值而停机。同时采用无位置传感器转子角度估算算法，此方法的调试难度较大、控制系统结构复杂，而且无位置估算算法在直流电机低转速或静止估算准确度较差，吊扇类负载惯性大，若切换转向启动前直流电机处于低速运行进行启动电机，利用电流内环产生反向转矩迫使电机反转启动成功，但吊扇类负载惯性大会有机械性抖动及噪音。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对电压较大升高超过限定停机、有机械性抖动及噪音的问题，提供一种电机正反转切换方法和风扇。
5.一种电机正反转切换方法，包括如下步骤：
6.s1：接收到正反转切换信号后，限定转矩输出进行减速；
7.s2：检测电机转速，当电机转速小于第一预设值时进行刹车，当电机转速大于第一预设值时继续s1步骤；
8.s3：检测电机运行状态是否为静止状态，当电机处于静止状态时，启动电机朝与接收到正反转切换信号前的相反的方向转动。
9.本发明提供一种电机正反转切换方法，在接收到正反转切换信号后，通过限定转矩输出进行减速，此时的减速过程对电机的影响小，减速过程较为平稳。在减速过程中进行电机转速的检测，当转速小于第一预设值时可以进行刹车可以明显降低机械性振动和噪音，且直流母线电压不会发生明显的上升，不会引起直流母线。在检测到电机运行状态为静止状态后启动电机进行反向转动可以减少因负载惯性大而引起的机械性抖动及噪音。
10.在其中一个实施例中，所述电机为三相电机，所述检测电机运行状态是否为静止状态具体包括如下步骤：
11.采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
，根据电流的关系判定电机的运行状态。
12.采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
方法简单，通过对采集的数据进行分析，根据电流的关系判定电机的运行状态判定过程简单，而且判定的准确性更好，成本更低。
13.在其中一个实施例中，所述采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
，根据电流的关系判定电机的运行状态具体包括如下步骤：
14.计算i
α
，其中
15.计算i
β
，其中
16.计算i
s
，其中
17.通过i
s
的值判定电机的运行状态。
18.通过计算i
α
和i
β
的值，最终获得i
s
的值，通过i
s
的值判断电机的运行状态，整体方法简单，简化了判断过程，使用该方法成本低，而且可靠性好，能够较为准确的判断电机的状态，避免判断不准确产生的不利影响。
19.在其中一个实施例中，所述通过i
s
的值判定电机的运行状态具体包括如下步骤：
20.将is的值与第二预设值相比，当i
s
小于或等于第二预设值时判定为静止状态。
21.通过设定第二预设值，将i
s
的值与第二预设值进行比较进行静止状态的确定能够缩短等待的时间，通过合理设定第二预设值可以减少等待的时间，当能够判断基本处于静止状态时就启动电机朝与接收到正反转切换信号前的相反的方向转动，整体耗时少，而且当判定为静止状态后启动电机能够减少负责惯性大而引起机械抖动及噪音，提高电机的使用寿命。
22.在其中一个实施例中，所述第二预设值为0至额定电流/100，所述额定电流为电机的额定电流。
23.在其中一个实施例中，所述接收到正反转切换信号后，限定转轴输出，进行减速具体包括如下步骤：
24.s11：功率环、电流内环接收到正反转切换信号；
25.s12：设定目标功率为0，同时限定转矩输出；
26.s13：通过调节功率环和电流内环的pi调节器进行转速快速平滑降速。
27.在接收到正反转切换信号后将目标功率设定为0，同时限定转矩输出能够进行快速的降速，通过pi调节器的使用能够使降速更加平滑保证降速的稳定性。
28.在其中一个实施例中，所述检测电机转速，当电机转速小于第一预设值时进行刹车具体包括如下步骤：
29.s21：检测电机转速，判定电机转速是否小于第一预设值；
30.s22：当电机转速小于第一预设值时，下桥臂驱动完全开通进行降速；
31.s23：当电机转速大于第一预设值时继续s1步骤。
32.通过在判定电机转速小于第一预设值后下桥臂驱动完全开通进行降速，可以明显降低下桥臂全开导致的机械性振动及噪音，使电机运行更加平稳，而且直流母线电压不会有明显的上升，不会对电机的使用进行影响。
33.在其中一个实施例中，所述第一预设值的范围为0至额定转速/10，所述额定转速为电机的额定转速。
34.在其中一个实施例中，所述检测电机运行状态是否为静止状态具体包括如下步
骤：
35.通过硬件电路采集与反电动势相关信息，根据反电动势相关信息判断电机当前的运行状态是否为静止状态；或
36.采用无位置传感器转子角度估算算法，结合直流电机运行参数判断电机的当前运行状态是否为静止状态；或
37.根据电机不同转速的刹车时间判断电机的当前运行状态是否为静止状态。
38.为实现本发明的第二目的，本发明的技术方案提供了一种控制装置，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。具有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
39.为实现本发明的第三目的，本发明的技术方案提供了一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。具有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
40.为实现本发明的第四目的，本发明的技术方案提供了一种电扇，包括电机和扇叶，所述电机和扇叶连接，所述电机用于驱动所述扇叶旋转，所述电机实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。具有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
附图说明
41.图1为电机正反转切换方法流程框图；
42.图2为电机正反转切换方法控制系统框图。
具体实施方式
43.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
45.下面参照附图描述本发明一些实施例所述电机正反转切换方法。
46.实施例1：
47.本实施例公开了一种一种电机正反转切换方法，包括如下步骤：
48.s1：接收到正反转切换信号后，限定转矩输出进行减速；
49.s2：检测电机转速，当电机转速小于第一预设值时进行刹车，当电机转速大于第一预设值时继续s1步骤；
50.s3：检测电机运行状态是否为静止状态，当电机处于静止状态时，启动电机朝与接收到正反转切换信号前的相反的方向转动。
51.本技术提供一种电机正反转切换方法，在接收到正反转切换信号后，通过限定转矩输出进行减速，此时的减速过程对电机的影响小，减速过程较为平稳。在减速过程中进行电机转速的检测，当转速小于第一预设值时可以进行刹车可以明显降低机械性振动和噪
音，且直流母线电压不会发生明显的上升，不会引起直流母线。在检测到电机运行状态为静止状态后启动电机进行反向转动可以减少因负载惯性大而引起的机械性抖动及噪音。
52.实施例2：
53.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述电机为三相电机，所述检测电机运行状态是否为静止状态具体包括如下步骤：
54.采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
，根据电流的关系判定电机的运行状态。
55.采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
方法简单，通过对采集的数据进行分析，根据电流的关系判定电机的运行状态判定过程简单，而且判定的准确性更好，成本更低。
56.实施例3：
57.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述采集a相电流i
a
、b相电流i
b
以及c相电流i
c
，根据电流的关系判定电机的运行状态具体包括如下步骤：
58.计算i
α
，其中
59.计算i
β
，其中
60.计算i
s
，其中
61.通过i
s
的值判定电机的运行状态。
62.通过计算i
α
和i
β
的值，最终获得i
s
的值，通过i
s
的值判断电机的运行状态，整体方法简单，简化了判断过程，使用该方法成本低，而且可靠性好，能够较为准确的判断电机的状态，避免判断不准确产生的不利影响。
63.实施例4：
64.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述通过i
s
的值判定电机的运行状态具体包括如下步骤：
65.将i
s
的值与第二预设值相比，当i
s
小于或等于第二预设值时判定为静止状态。
66.通过设定第二预设值，将i
s
的值与第二预设值进行比较进行静止状态的确定能够缩短等待的时间，通过合理设定第二预设值可以减少等待的时间，当能够判断基本处于静止状态时就启动电机朝与接收到正反转切换信号前的相反的方向转动，整体耗时少，而且当判定为静止状态后启动电机能够减少负责惯性大而引起机械抖动及噪音，提高电机的使用寿命。
67.实施例5：
68.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述第二预设值为0至额定电流/100，所述额定电流为电机的额定电流。
69.通过设定合适的取值范围可以将电机正向运行的时间缩短，同时也可以避免因过快启动正反切换导致的不良影响，更快的进行正反切换，也可以减少等待时间。
70.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述接收到正反转切换信号后，限定转轴输出，进行减速具体包括如下步骤：
71.s11：功率环、电流内环接收到正反转切换信号；
72.s12：设定目标功率为0，同时限定转矩输出；
73.s13：通过调节功率环和电流内环的pi调节器进行转速快速平滑降速。
74.在接收到正反转切换信号后将目标功率设定为0，同时限定转矩输出能够进行快速的降速，通过pi调节器的使用能够使降速更加平滑保证降速的稳定性。
75.实施例6：
76.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述检测电机转速，当电机转速小于第一预设值时进行刹车具体包括如下步骤：
77.s21：检测电机转速，判定电机转速是否小于第一预设值；
78.s22：当电机转速小于第一预设值时，下桥臂驱动完全开通进行降速；
79.s23：当电机转速大于第一预设值时继续s1步骤。
80.通过在判定电机转速小于第一预设值后下桥臂驱动完全开通进行降速，可以明显降低下桥臂全开导致的机械性振动及噪音，使电机运行更加平稳，而且直流母线电压不会有明显的上升，不会对电机的使用进行影响。
81.实施例7：
82.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述第一预设值的范围为0至额定转速/10，所述额定转速为电机的额定转速。
83.通过设定合适的取值范围可以将电机正向运行的时间缩短，同时也可以避免因过快启动正反切换导致的不良影响，更快的进行正反切换，也可以减少等待时间。
84.实施例8：
85.除上述实施例的特征以外，本实施例进一步限定了：所述检测电机运行状态是否为静止状态具体包括如下步骤：
86.通过硬件电路采集与反电动势相关信息，根据反电动势相关信息判断电机当前的运行状态是否为静止状态；或
87.采用无位置传感器转子角度估算算法，结合直流电机运行参数判断电机的当前运行状态是否为静止状态；或
88.根据电机不同转速的刹车时间判断电机的当前运行状态是否为静止状态。
89.实施例9：
90.本实施例提供一种控制装置，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。该控制装置具有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
91.实施例10：
92.本实施例提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。该可读存储介质具有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
93.实施例11：
94.本实施例提供一种电扇，包括电机和扇叶，所述电机和扇叶连接，所述电机用于驱动所述扇叶旋转，所述电机实现上述任一项所述的电机正反转切换方法的步骤。该风扇具
有上述任一实施例的全部有益效果，在此不再赘述。
95.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
96.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。