一种直流无刷电机霍尔角度调试系统及调试方法与流程

本发明属于直流无刷电机技术领域，尤其是一种直流无刷电机霍尔角度调试系统及调试方法。

背景技术：

直流无刷电机（Brushless Direct Current Permanent Magnet Motor，以下简称BLDC），具有效率高、启动性能好和调速特性好等优点。由于直流无刷电机取消了电刷和换向器间的滑动接触，因此具有寿命长、可靠性高、噪声低、能用于防爆场所等特点，使得它在各行各业中的应用越来越广泛。

在直流无刷电机中，霍尔位置传感器经常用来测量电机的转子位置和转速。转子位置传感器的安装精度直接关系到直流无刷电机的运行，因此如何安装霍尔位置传感器是非常重要的。转子位置是控制BLDC所需的重要信号。霍尔传感器具有便宜、可靠、安装简便等优点，成为较普遍使用的一种传感器。位置传感器的安装精度和一致性对直流无刷电机的运行性能有很大的影响。

通常霍尔传感器有两种安装方式，一种是单独安装在非驱动端，并在轴上有小的感应磁钢，还有一种是直接安装在定子槽中。直接安装在定子槽中的霍尔安装方式的缺点在于是霍尔信号的干扰比较大，不利于用来做精确的电机电流环和速度环控制，而单独安装在非驱动端，把霍尔和电机磁钢、绕组隔离开，解决了干扰的问题，但这种安装方式如何保证霍尔的安装准确性和电机批量生产时的一致性就成为了电机生产过程中的难题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种直流无刷电机霍尔角度调试系统及调试方法，解决了无刷直流电机生产过程中霍尔盘的安装一致性问题，提高了电机的一致性和与电机控制器的匹配性。

本发明的技术方案为：一种直流无刷电机霍尔角度调试系统，包括电机转动控制部分、电机转子实际电角度采集部分、转子参考电角度采集部分、转子实际电角度和参考电角度比较计算部分、三个电角度显示部分和电机驱动启停按键和正反转按键面板；所述电机转动控制部分与电机相连，所述电机转子实际电角度采集部分、转子参考电角度采集部分分别与转子实际电角度和参考电角度比较计算部分相连，所述转子实际电角度和参考电角度比较计算部分与三个电角度显示部分相连，所述电机驱动启停按键和正反转按键面板用来控制电机的启动和停止、控制电机的顺时针和逆时针旋转。

一种直流无刷电机霍尔角度调试方法，包括如下步骤：

（1）首先，电机转动部分是采用过一个无霍尔信号检查矩阵电路得到电机的实际电角度，将电机的实际电角度作为电机的旋转角度来控制电机的转动，电机转动是为了让电机转子转动起来带动电机霍尔角度的变化，从而来与实际的电角度来相互比较；

（2）电机转子的实际电角度采集部分是采用一个无霍尔信号检查矩阵电路来得到角度预判断从而启动电机，电机转动起来后就用反电动势矩阵比较电路来获取电机实际角度；

（3）转子参考电角度是采用过一个RC电路把外部霍尔信号通过滤波处理然后送给转子实际电角度和参考电角度比较计算部分；

（4）转子实际电角度和参考电角度比较计算部分角度比较模块，角度比较模块是将电机转子的实际电角度和转子参考电角度通过基数放大算法把它们扩大到同一个数量级下，然后通过一个实时的旋转角度比较算法得到两个电角度的实时旋转差值；

（5）通过转子实际电角度和参考电角度比较计算部分得到每个霍尔对应的两个电角度的实时旋转差值，然后三个电角度显示部分的一个三段数码管来显示电角度的实时旋转差值，再通过红蓝两个LED灯来指示差值的正负；

（6）最后电机驱动启停按键和正反转按键面板通过启停按键来给MCU发指令，来控制电机的启动和停止，通过正反转按键来控制电机的顺时针旋转和逆时针旋转。

优选地，所述步骤（1）、步骤（2）中无霍尔信号检查矩阵电路中包括U相、V相、和W相输入电路；所述U相、V相、和W相输入电路分别连接R31、R33和R32，所述R31、R33、R32的另一端分别同时连接C30、R34和R37、C31、R35和R38、C29、R36、R39和R40的一端；其中所述C30的另一端与R44串联连接且R44的另一端U相输出电路连接，所述C31的另一端与R42串联连接且R42的另一端V相输出电路连接，所述C29的另一端与R43串联连接且R43的另一端W相输出电路连接，其中所述R34的的另一端与C8并联连接且C8接地，所述R35的另一端与C9并联连接且C9的另一端与C8的另一端连接，所述R36的另一端与C10并联连接且C10的另一端与C9的另一端连接，其中所述R37的的另一端与C26并联连接且C26接地，所述R38的的另一端同时连接C27并联电路和R37的另一端且C27接地，所述R39的的另一端同时连接C28并联电路和R38的另一端且C28接地，其中R40的另一端同时连接R41和R3的一端，所述R41的另一端连接-12V电压，所述R3的另一端接地。

优选地，所述步骤（3）中外部霍尔RC电路包括霍尔接口，所述霍尔接口的5脚连接有二极管D2且二极管D2连接有+5V电压，所述霍尔接口的4、3、2脚分别连接R8和R9、R6和R10、R7和R11的一端，其中所述R8、R6和R7的另一端连接+5V电压，其中R9、R10、R11的另一端同时连接Hc、Hb、Ha输出端和C17、C16、C15的一端，所述霍尔接口的1脚连接C17、C16、C15的另一端，所述C17、C16、C15均接地。

优选地，所述R8的电阻值为2.2K。

优选地，所述R6的电阻值为2.2K。

优选地，所述R7的电阻值为2.2K。

优选地，所述R9的电阻值为3.3K。

优选地，所述R10的电阻值为3.3K。

优选地，所述R11的电阻值为3.3K。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的调试系统和调试方法用于电机生产制造过程中电机电角度和机械角度如何保证一致性，解决了无刷直流电机生产过程中霍尔盘的安装一致性问题，提高了电机的一致性和与电机控制器的匹配性。

附图说明

图1为本发明的无霍尔信号检查矩阵电路的电路图。

图2为本发明的外部霍尔RC电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1至图2所示，一种直流无刷电机霍尔角度调试系统，包括电机转动控制部分、电机转子实际电角度采集部分、转子参考电角度采集部分、转子实际电角度和参考电角度比较计算部分、三个电角度显示部分和电机驱动启停按键和正反转按键面板。

其中电机转动控制部分与电机相连，电机转子实际电角度采集部分、转子参考电角度采集部分分别与转子实际电角度和参考电角度比较计算部分相连，转子实际电角度和参考电角度比较计算部分与三个电角度显示部分相连，电机驱动启停按键和正反转按键面板用来控制电机的启动和停止、控制电机的顺时针和逆时针旋转。

一种直流无刷电机霍尔角度调试方法，包括如下步骤：

（1）首先，电机转动部分是采用过一个无霍尔信号检查矩阵电路得到电机的实际电角度，将电机的实际电角度作为电机的旋转角度来控制电机的转动，电机转动是为了让电机转子转动起来带动电机霍尔角度的变化，从而来与实际的电角度来相互比较。

（2）电机转子的实际电角度采集部分是采用一个无霍尔信号检查矩阵电路来得到角度预判断从而启动电机，电机转动起来后就用反电动势矩阵比较电路来获取电机实际角度。

如图1所示，此步骤（1）、步骤（2）中无霍尔信号检查矩阵电路中包括U相、V相、和W相输入电路；U相、V相、和W相输入电路分别连接R31、R33和R32，R31、R33、R32的另一端分别同时连接C30、R34和R37、C31、R35和R38、C29、R36、R39和R40的一端；其中C30的另一端与R44串联连接且R44的另一端U相输出电路连接，C31的另一端与R42串联连接且R42的另一端V相输出电路连接，C29的另一端与R43串联连接且R43的另一端W相输出电路连接，其中R34的的另一端与C8并联连接且C8接地，R35的另一端与C9并联连接且C9的另一端与C8的另一端连接，R36的另一端与C10并联连接且C10的另一端与C9的另一端连接，其中R37的的另一端与C26并联连接且C26接地，R38的的另一端同时连接C27并联电路和R37的另一端且C27接地，R39的的另一端同时连接C28并联电路和R38的另一端且C28接地，其中R40的另一端同时连接R41和R3的一端，R41的另一端连接-12V电压，R3的另一端接地。

（3）转子参考电角度是采用过一个RC电路把外部霍尔信号通过滤波处理然后送给转子实际电角度和参考电角度比较计算部分。

如图2所示，此步骤（3）中外部霍尔RC电路包括霍尔接口，霍尔接口的5脚连接有二极管D2且二极管D2连接有+5V电压，霍尔接口的4、3、2脚分别连接R8和R9、R6和R10、R7和R11的一端，其中R8、R6和R7的另一端连接+5V电压，其中R9、R10、R11的另一端同时连接Hc、Hb、Ha输出端和C17、C16、C15的一端，霍尔接口的1脚连接C17、C16、C15的另一端，C17、C16、C15均接地。

其中，R8、R6、R7的电阻值均为2.2K；R9、R10、R11的电阻值均为3.3K。

（4）转子实际电角度和参考电角度比较计算部分角度比较模块，角度比较模块是将电机转子的实际电角度和转子参考电角度通过基数放大算法把它们扩大到同一个数量级下，然后通过一个实时的旋转角度比较算法得到两个电角度的实时旋转差值；

（5）通过转子实际电角度和参考电角度比较计算部分得到每个霍尔对应的两个电角度的实时旋转差值，然后三个电角度显示部分的一个三段数码管来显示电角度的实时旋转差值，再通过红蓝两个LED灯来指示差值的正负；

（6）最后电机驱动启停按键和正反转按键面板通过启停按键来给MCU发指令，来控制电机的启动和停止，通过正反转按键来控制电机的顺时针旋转和逆时针旋转。

本发明的调试系统和调试方法用于电机生产制造过程中电机电角度和机械角度如何保证一致性，解决了无刷直流电机生产过程中霍尔盘的安装一致性问题，提高了电机的一致性和与电机控制器的匹配性。

本发明霍尔传感器位置的安装方法为：在电机生产过程中的实际操作中，先把电机的霍尔和相线与此仪器对应的线束连接好，然后给次仪器供24V直流电，然后按启动按键，是电机转动起来，先让电机按照顺时针旋转，观察数码管和LED灯，用手旋转霍尔盘，得到想要的数值，然后固定霍尔盘。然后再让电机反转，观察数码管和LED灯，就得到了反转的差值。

上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。