专利名称：一种具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法
技术领域：
本发明涉及一种直流电机控制器的控制方法，具体来说涉及一种具有霍尔容错功 能的五相无刷直流电机控制方法。
背景技术：
五相无刷直流电机与现有的三相无刷直流电机相比，五相无刷直流电机可以使电 机的绕组利用率由66. 7%提高到80%，电机的功率密度大大提高，低速运转时的转矩提高 了 20%以上，换相时的最大转矩脉动减少为额定转矩的25%。同时，在输出同样功率的情 况下，每相绕组的电流减少了一半，产品的可靠性得到进一步提高。五相无刷直流电机与控制器连接的拓扑结构如附
图1所示，五相绕组采用星形连 接，每相绕组的一端与控制器的输出相连接，另一端全部连接在一起。电机的五个霍尔信号 线与控制器连接，控制器全桥开关回路的导通和关断受电机霍尔信号的控制，霍尔信号共 有十种状态，对应连接电机各相绕组的开关回路的上下桥臂的导通和关断也有十种状态; 在同一时刻，有两个上桥臂和另外两个下桥臂的开关开通，剩下一个桥臂的开关都关断，这 样，电机的四相绕组通电，一相绕组断电；当霍尔状态发生变化时，导通的四个桥臂的一个 上桥(下桥)开关关断，先前未导通桥臂上桥(下桥)开关开通，这样，导通的绕组关断一 相，非导通一相绕组开通，完成绕组切换；在360°周期内，每相绕组的上桥臂在180°内 导通144°、关断36°，下桥臂在另外180°内导通144°、关断36°，合计每相绕组导通 288°、关断72°。下表1是霍尔完全正常时的导通逻辑，其中的霍尔信号可以是其他信号 形式，十种状态的位置信号真值可以有不同，但一定是十种状态，开通和关断各个桥臂顺序 可以不同，但一定是十种开通和关断状态。
权利要求
1 一种具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在于当电机出现霍 尔损坏时，若五相无刷直流电机正处于运行过程中，则所述控制器根据霍尔损坏的状况将 切换到相应的容错处理模式，在霍尔损坏情况不发生变化时，一直维持所述容错处理模式； 若五相无刷直流电机正处于静止状态，则使用外力辅助电机开始转动，同时，所述控制器根 据霍尔损坏的状况切换到相应的容错处理模式。
2.根据权利要求1所述的具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在 于所述霍尔损坏的状况包括三种第一种状况为某一个霍尔损坏，第二种状况为相邻的 两个霍尔损坏，第三种状况为不相邻的两个霍尔损坏，第四种为三个及三个以上霍尔损坏。
3.根据权利要求2所述的具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在 于所述相应于第一种霍尔损坏状况或者第二种霍尔损坏状况的容错处理模式的处理过程 为(al)确定损坏的霍尔； (a2)根据损坏的霍尔的导通逻辑表，查找到特殊霍尔信号状态，所述特殊霍尔状态为 状态标号不同而霍尔信号状态值相同的霍尔信号状态，所述每个特殊霍尔信号状态依次对 应两种MOS管导通关系A2和B2，普通的每个霍尔信号状态对应唯一一种MOS管导通关系；(a3)检测当前霍尔信号状态，根据当前霍尔信号状态进行相应的导通关系开关MOS 管，其中当检测到霍尔信号状态为特殊霍尔信号时，先按导通关系A2开关MOS管，导通关 系A2运行时间达到换相时间时，再按照导通关系B2开关MOS管；当检测到当前霍尔信号变 化为普通霍尔信号时，则按照该普通霍尔信号的导通关系开关MOS管；重复步骤(a3)直到 运行结束。
4.根据权利要求3所述的带霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制器的控制方法，其 特征在于所述第一种霍尔损坏状况下共有8种霍尔信号状态，其中所述特殊霍尔信号状 态共有两种，普通霍尔信号状态共有六种。
5.根据权利要求3所述的带霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制器的控制方法，其 特征在于所述第二种霍尔损坏状况下共有6种霍尔信号状态，其中所述特殊霍尔信号状 态共有四种，普通霍尔信号状态共有两种。
6.根据权利要求3所述的具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在 于所述步骤(a!3)中的换相时间为当电机未启动时，所述换相时间为预设的换相时间，当 电机在运行过程中，所述换相时间为当前经过的霍尔信号状态的平均运行时间。
7.根据权利要求2所述的具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在 于所述相应于第三种霍尔损坏状况的容错处理模式的处理过程为(bl)确定损坏的霍尔；(b2)根据损坏的霍尔的导通逻辑表，查找到特殊霍尔信号状态，所述特殊霍尔状态为 状态标号不同而霍尔信号状态值相同的霍尔信号状态，所述每个特殊霍尔信号状态依次对 应三种MOS管导通关系A3、B3和C3，普通的每个霍尔信号状态对应唯一一种MOS管导通关 系；检测当前霍尔信号状态，根据当前霍尔信号状态进行相应的导通关系开关MOS管；(b3)当检测到霍尔信号状态为特殊霍尔信号时，先按导通关系A3开关MOS管，导通关 系A3运行时间达到当前经过的霍尔信号状态的平均运行时间后，再按照导通关系B3开关 MOS管，导通关系B3运行时间达到当前经过的霍尔信号状态的平均运行时间后，再按照导通关系C3开关MOS管；当检测到当前霍尔信号为普通霍尔信号时，则按照该普通霍尔信号 的导通关系开关MOS管；重复步骤(b3)直到运行结束。
8.根据权利要求7所述的具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，其特征在 于所述第三种霍尔损坏状况下共有6种霍尔信号状态，其中所述特殊霍尔信号状态共有 两种，普通霍尔信号状态共有四种。
9.根据权利要求2所述的带霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制器的控制方法，其 特征在于所述相应于第四种霍尔损坏状况的容错处理模式的处理过程为所述控制器进 入保护状态，无输出，重新上电后解除保护，当损坏的霍尔修复后再切换回正常的霍尔状态 控制模式。
全文摘要
本发明公开了一种具有霍尔容错功能的五相无刷直流电机控制方法，该控制处理过程为当电机出现霍尔损坏时，若五相无刷直流电机正处于运行过程中，则所述控制器根据霍尔损坏的状况将切换到相应的容错处理模式，在霍尔损坏情况不发生变化时，一直维持所述容错处理模式；若五相无刷直流电机正处于静止状态，则使用外力辅助电机开始转动，同时，所述控制器根据霍尔损坏的状况切换到相应的容错处理模式。该控制方法可以保证五相无刷直流电机在一个或两个霍尔损坏的情况下也能让电机继续正常运行，降低电机因为霍尔损坏带来的返修率。
文档编号H02P6/16GK102075126SQ20101052649
公开日2011年5月25日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者屈晓峰, 李宇, 陈黎明 申请人:中国电器科学研究院, 广州擎天实业有限公司