[发明专利]一种三相无刷直流电机的控制系统、方法和装置

说明书

本发明涉及自动控制技术，公开了一种升降器用三相无刷直流电机的控制系统、方法和装置和存储介质。控制系统包括：电源转换单元、操作单元、主控单元、三相无刷直流电机、电机驱动单元、电机转速检测单元，控制系统采用直流电源供电，操作单元提供电机控制信号给主控单元，主控单元输出脉冲控制信号到电机驱动单元，电机驱动单元将脉冲信号转化为脉冲信号，调整三相无刷电机各相绕组的电流控制电机的旋转。本发明采用外转子三相无刷直流电机，减小了整个系统的体积和重量，降低了对电机加工工艺的要求；进一步采用无接触型的磁编码芯片进行电机转速检测，提高了系统运行稳定性。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，特别涉及一种用于驱动升降器的三相无刷直流电机的控制系统、方法和装置。

背景技术

三相无刷直流电机为内转子直流电机时，转子设置在定子内，定子上安装有三相电枢绕组，转子上安装有转子绕组或者永磁体。定子各相电枢绕组相对于转子绕组或者永磁体的位置，由定子上的位置传感器通过电子或电磁方式感知，并利用其输出信号，通过电子换相电路按照一定的逻辑去驱动为电枢绕组供电的逆变电路中相应的功率开关管，使电枢绕组依次不断通电，在定子和转子之间的空间中形成旋转磁场，旋转磁场拉动转子旋转，从而控制电机旋转。

目前市场上的升降器的应用逐渐增多，常见于人员或设备运输、高空设备维护、野外攀爬、应急救援等领域。当升降器采用交流异步电机驱动时，必须由交流电源供电，只能在提供交流电源的场合使用，不具有可携带型，因此使用起来不是很不方便。当采用直流电机驱动的升降器时，一般采用带霍尔传感器的内转子三相无刷直流电机，内转子三相无刷直流电机在装配时，在其内部相应角度埋入3个霍尔传感器，对电机转子进行位置检测，用于产生控制电机所需的换相信号和电机速度检测信号。霍尔传感器的安装对三相无刷直流电机的加工工艺提出了更高要求，也为电机的控制系统带入了一部分不稳定因素。同时内转子三相无刷直流电机体积和重量也较大，因此也不方便携带。

发明内容

为了克服上述技术问题，本申请提供了一种升降器用三相无刷直流电机的控制系统、方法、装置和存储介质。采用三相无刷直流电机驱动升降器，在相同性能的基础上的降低了产品的功耗、重量和体积，并对电机进行转速检测，将检测转速引入控制系统进行闭环控制，避免了由于无速度反馈系统造成的系统不稳定性。

本申请首先提供一种三相无刷直流电机的控制系统，所述三相无刷直流电机用于驱动升降器，其中，所述三相无刷直流电机包括定子和转子，所述定子设置在所述转子内，所述定子中设置有三相电枢绕组，所述控制系统包括：操作单元、主控单元、电机驱动单元、电机转速检测单元；其中：

所述操作单元，用于接收所述升降器的操作信号，根据所述操作信号生成电机控制信号，并将所述电机控制信号发送给所述主控单元，所述电机控制信号包括电机转速控制信号和电机旋转方向控制信号；

所述电机转速检测单元用于检测所述转子的转速，并将转速检测信号反馈给所述主控单元；

所述主控单元根据所述电机转速控制信号获得电机目标转速，根据所述转速检测信号获得电机反馈转速，根据所述电机目标转速和所述电机反馈转速，得到电机控制的转速变化量，根据所述电机旋转方向控制信号确定电机旋转方向，根据所述电机旋转方向和所述转速变化量生成用于控制所述三相无刷直流电机的脉冲控制信号，并将所述脉冲控制信号发送给所述电机驱动单元；

所述电机驱动单元根据接收的脉冲控制信号，将直流电源转换为所述三相电枢绕组工作时所需的三相交流电，以使所述三相无刷直流电机达到所述电机目标转速。

一方面，所述电机转速检测单元包括磁角度编码器，所述磁角度编码器包括磁编码芯片和检测磁极，所述检测磁极与所述转子同轴装配并与所述转子同步旋转，所述磁编码芯片感应所述检测磁极的旋转变化以生成所述转速检测信号。、

另一方面，所述电机驱动单元包括：脉冲宽度调制PWM控制电路，逆变电路，反电动势检测电路和转换电路，其中：