一种电子水阀的控制方法技术

一种电子水阀的控制方法，电子水阀包括阀芯和直流电机，电子水阀具有位置检测模块，控制方法包括：第一过程，直流电机转速为第一转速；通过位置检测模块采集阀芯当前位置来判断第一过程是否结束；当判断第一过程没有结束，则控制直流电机维持第一转速；当判断第一过程结束，则控制直流电机切换为第二转速，进入第二过程；其中，第二转速小于第一转速。本发明专利技术通过电机的转速变化，使电机的输出扭矩与电子水阀在不同阶段内的需求扭矩相匹配，减小了堵转的发生风险。

A control method of electronic water valve

An electronic water valve control method includes a valve core and a DC motor. The electronic water valve has a position detection module. The control method includes: the first process, the speed of the DC motor is the first speed; the current position of the valve core is collected by the position detection module to determine whether the first process is over; when the first process is not over, the DC motor is controlled to maintain the first speed When judging the end of the first process, control the DC motor to switch to the second speed and enter the second process, wherein the second speed is less than the first speed. The invention matches the output torque of the motor with the required torque of the electronic water valve in different stages through the change of the speed of the motor, thus reducing the risk of locked rotor.

【技术实现步骤摘要】
一种电子水阀的控制方法
本专利技术涉及流体控制
，尤其涉及一种水阀的控制方法。
技术介绍
电子水阀一般由两部分组成，一部分是阀体部分，另一部分是控制开度的执行器。执行器包括驱动部，驱动部包括电机。在阀芯处于不同位置时，阀座对阀芯的摩擦力矩可能会不同，驱动部主要通过克服阀芯与阀座或阀壳之间的摩擦力矩使阀片继续转动。此时，若驱动部的输出扭矩小于摩擦力矩或接近于摩擦力矩，则电子水阀可能会发生堵转。水阀堵转会带来一系列的问题，例如电机过热、阀芯不能到达指定位置等。在全关时，阀座对阀芯的摩擦力距较大，中间过程摩擦力距较小，一般的，直流电机采用低速启动一段时间后切换为高速度匀速运行，直至关闭。但这种控制方法由于无法判断是否已经进入正常工作状态，存在发生堵转的可能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案提供一种电子水阀的控制方法，所述电子水阀包括阀芯和直流电机，其特征在于，所述电子水阀具有位置检测模块，所述控制方法包括：第一过程，所述直流电机转速为第一转速；通过位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断所述第一过程是否结束；当判断所述第一过程没有结束，则控制所述直流电机维持第一转速；当判断所述第一过程结束，则控制所述直流电机切换为第二转速，进入所述第二过程；其中，所述第二转速小于第一转速。本专利技术的技术方案先通过判断相对高扭矩的第一过程是否结束，再进行转速切换至相对低扭矩的第二过程，使电机的输出扭矩与电子水阀在不同阶段内的需求扭矩相匹配，可以减小堵转的发生风险。附图说明图1示出了采用传统控制方式中输出扭矩与一种需求扭矩的示意图；图2示出了所述电子水阀控制系统的第一种实施方式的示意图；图3示出了电子水阀的控制方法第一种实施方式的流程示意图；图4示出了图3中电子水阀的控制方法的优选方案的流程示意图；图5示出了图4控制方法下电机转速与输出力矩示意图；图6示出了控制方法第一种实施方式中输出扭矩与需求扭矩的示意图；图7示出了采用传统控制方式中输出扭矩与另一种需求扭矩的示意图；图8示出了控制方法第二种实施方式中电子水阀控制方法流程示意图；图9示出了控制方法第二种实施方式中电机转速与输出力矩示意图；图10示出了控制方法第二种实施方式中输出扭矩与需求扭矩的示意图；图11示出了控制方法第三种实施方式中电机速度与时间的示意图；图12示出了阀体结构的第一实施方式的剖面示意图；图13示出了阀体结构的第二实施方式的俯视示意图；图14示出了图12所示电子水阀的阀芯位于第一位置的俯视示意图；图15示出了图12所示电子水阀的阀芯运行过程中的俯视示意图；图16示出了图12所示电子水阀的阀芯位于第二位置的俯视示意图；图17示出了阀体结构的第三实施方式的俯视示意图；图18示出了电子水阀控制系统的第二实施方式的示意图；图19示出了电子水阀控制系统的第三实施方式的示意图；图20示出了控制方法的第四种实施方式中电机转速与步进电机步数的示意图；图21示出了控制方法的第五种实施方式的流程示意图。具体实施方式下面通过附图对本专利技术的实施例进行具体说明。电子水阀至少包括阀芯和步进电机，步进电机的动力输出部与阀芯传动连接或直接连接。阀芯可为转动的形式。在开阀或者关阀时，在阀口完全关闭或者全开后阀芯还运动一段距离，才达到停止转动的位置，此时需要较大的电机驱动力矩。其中，第一、第二位置为机械结构所决定的阀芯停止转动的位置，第一、第二位置分别位于阀芯行程的两端。具体地，在一种实施方式中，如图12所示，阀芯为第一阀片22，第一阀片22为转动的形式，步进电机可带动第一阀片22转动，第一、第二位置分别位于第一阀片22行程的两端。如图14中所示，在此实施方式中第一位置处于阀口121全开的状态，；如图16，第二位置处于阀口121全闭的状态，可以看到第一阀片22在完关闭阀口121后，还需转动一段距离(见图14中虚线圈出的部分)。如图1，若将第一阀片转动角度设为θ，则第一阀片22的可转动角度的范围为0～θ3，以第一阀片22达到第一位置的转动角度为0，到达第二位置的转动角度为θ3，θ3即为最大转动角度。第一阀片转动角度在θ2～θ3(即图1中范围II)需要的电机驱动力矩相对于转动角度在0～θ2(即图1中范围I)需要的电机驱动力矩较大。对于采用电机驱动的水阀，在传统控制方式的输出力矩中，直流电机采用低速启动，启动一段时间后加速至目标速度。由于电机输出力矩与运行速度成反比的关系，当第一阀片运行至摩擦力较大范围II时，因为直流电机一直以较大的目标速度运行，此时输出力矩较小，会导致直流电机可能堵转，进而有阀片关不严阀口而出现漏水现象。控制方法包括：第一过程，直流电机转速为第一转速；通过位置检测模块采集阀芯当前位置来判断第一过程是否结束；当判断第一过程没有结束，则控制直流电机维持第一转速；当判断第一过程结束，则控制直流电机切换为第二转速，进入第二过程；其中，第二转速小于第一转速。直流电机在第二转速下的输出扭矩大于在第一转速下的输出扭矩，使直流电机的转速与电子水阀的开启或运行过程中所需的扭矩相匹配。第一过程中第一阀片22的运动范围包含于第一范围I，第二过程中第一阀片22的运动范围包含于第二范围II。如图5、图6所示，在第一阀片22的转动角接近第二范围II时开始第二过程。通过降低运行速度来提高电机输出力矩，从而减少第一阀片22在第二范围II内的堵转风险，保证第一阀片22可靠地达到止动位置并关闭阀口或打开阀口。防止没有达到指定位置而减弱密封效果，进而减少泄漏。这里应当说明，对于不同的系统要求，第二转速V2可以为多个值，也可以是一个变化的转速，但需满足第二转速V2小于第一转速V1。这里应当说明，在V1和V2相转变的临界点，两者的速度可以是平滑的转变。优选地，第一转速V1的取值范围满足250～400RPM，例如250RPM、260RPM、270RPM、280RPM、290RPM、300RPM、310RPM、330RPM、350RPM、370RPM、390RPM、400RPM、410RPM、420RPM、430RPM、440RPM、445RPM时，转速所对应的输出扭矩可满足在需求扭矩较小区域(即第一范围I)的扭矩需求，同时较快的转速有利于带动第一阀片在较短的时间内运行到指定位置。第二转速V2的取值范围满足100～200RPM，例如105RPM、110RPM、120RPM、130RPM、140RPM、150RPM、160RPM、170RPM、180RPM、190RPM、195RPM时，可以产生较大的电机输出扭矩，满足在需求扭矩较大区域(即第二范围II)的扭矩需求，降低堵转风险，同时又不至于使第一阀片转动过慢而导致运行时间过长。在控制方法的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子水阀的控制方法，所述电子水阀包括阀芯和直流电机，其特征在于，所述电子水阀具有位置检测模块，所述控制方法包括：/n第一过程，所述直流电机转速为第一转速；/n通过所述位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断所述第一过程是否结束；/n当判断所述第一过程没有结束，则控制所述直流电机维持第一转速；/n当判断所述第一过程结束，则控制所述直流电机切换为第二转速，进入所述第二过程；/n其中，所述第二转速小于第一转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种电子水阀的控制方法，所述电子水阀包括阀芯和直流电机，其特征在于，所述电子水阀具有位置检测模块，所述控制方法包括：
第一过程，所述直流电机转速为第一转速；
通过所述位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断所述第一过程是否结束；
当判断所述第一过程没有结束，则控制所述直流电机维持第一转速；
当判断所述第一过程结束，则控制所述直流电机切换为第二转速，进入所述第二过程；
其中，所述第二转速小于第一转速。


2.根据权利要求1所述的电子水阀控制方法，其特征在于，所述位置检测模块包括霍尔传感器，通过位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断第一过程是否结束包括：
通过位置检测模块采集当前阀芯转动角度(θ)，判断当前阀芯转动角度(θ)是否大于等于第一阀芯预设角度(θS)，若否，则判断所述第一过程没有结束，若是，则判断所述第一过程结束。


3.根据权利要求1-2所述的电子水阀控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
上电启动所述电子水阀；
控制所述阀芯复位至第一位置；
控制所述直流电机转速为第三转速，进入第三过程；
通过位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断所述第三过程是否结束；
当判断所述第三过程没有结束，则控制所述直流电机维持第三转速；
当判断所述第三过程结束，则控制所述直流电机切换为第一转速，进入第一过程；
其中，所述第三转速小于所述第一转速。


4.根据权利要求3所述的电子水阀控制方法，其特征在于，通过位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断第三过程是否结束包括：
通过位置检测模块采集当前阀芯转动角度(θ)，判断当前阀芯转动角度(θ)是否大于等于第二阀芯预设角度(θF)，若否，则判断所述第三过程没有结束，若是，则判断所述第三过程结束。


5.根据权利要求2所述的电子水阀控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
通过位置检测模块采集所述阀芯当前位置来判断所述第二过程是否结束，
当判断所述第二过程没有结束，则控制所述直流电机维持第二转速；
当判断所述第二过程结束，所述阀芯位于第二位置，控制所述直流电机停止；
断电关闭所述电子水阀。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：杭州三花研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33