一种无位置传感器的无刷电机的控制方法和装置与流程

本发明涉及电机控制
技术领域：
，尤其涉及一种无位置传感器的无刷电机的控制方法和装置。
背景技术：
：bldcm(无刷直流电机，brushlessdirectcurrentmotor),又称bldc电极，是一种结合了直流电机和交流电机优点的改进型电机，其转子采用永磁材料励磁，体积小、重量轻、结构简单、维护方便。bldc电机又具有控制简便、高效节能等一系列优点，已广泛应用于仪表和家用电器等领域。bldc电机为实现高速运转，大多采用无位置传感器控制方法来进行调速控制，无位置传感器控制方法相比位置传感器控制方法减少了位置传感器，减少了成本，提高了电机的可靠性。然而在某些特定使用需求下，需要其转速超过额定转速。技术实现要素：本发明实施例提供一种无位置传感器的无刷电机的控制方法和装置，以提高无刷电机在特定条件下的转速。第一方面，本发明实施例提供了一种无位置传感器的无刷电机的控制方法,包括以下步骤:检测所述无刷电机的转速；若所述无刷电机的转速大于或等于预设转速阈值,则通过第一换相模式控制所述无刷电机换相；若所述无刷电机的转速小于所述预设转速阈值,则通过第二换相模式控制所述无刷电机换相,其中,在每一换相周期内,所述第一换相模式的换相次数少于所述第二换相模式的换相次数。在一些实施例中，在每一换相周期内,所述第一换相模式的换相次数为6次，所述第二换相模式的换相次数为12次。在一些实施例中，所述第一换相模式的导通角小于所述第二换相模式的导通角。在一些实施例中，所述第二换相模式的导通角为160度。在一些实施例中，所述无刷电机的相线包括第一相、第二相和第三相，其中，所述第一相包括第一正相线和第一负相线、所述第二相包括第二正相线和第二负相线，所述第三相包括第三正相线和第三负相线；所述第二换相模式的换相顺序包括：第一步，第三正相线至第一负相线和第二负相线；第二步，第三正相线至第二负相线；第三步，第一正相线和第三正相线至第二负相线；第四步，第一正相线至第二负相线；第五步，第一正相线至第二负相线和第三负相线；第六步，第一正相线至第三负相线；第七步，第一正相线和第二正相线至第三负相线；第八步，第二正相线至第三负相线；第九步，第二正相线至第一负相线和第三负相线；第十步，第二正相线至第一负相线；第十一步，第二正相线和第三正相线至第一负相线；第十二步，第三正相线至第一负相线。在一些实施例中，在第二步换相之后，所述方法还包括：通过检测所述第一相的上升沿电压以检测所述无刷电机的转子位置，所述第一相的电压为所述第一相与所述无刷电机的母线之间的电位差。在一些实施例中，所述通过检测所述第一相的上升沿电压以检测所述无刷电机的转子位置之后，所述方法还包括：若所述第一正相线的电位小于预设阈值，则在当前周期控制所述第一步的换相时间缩短，其中，所述预设阈值为所述无刷电机的母线电压减0.5伏特。第二方面，本发明实施例还提供了一种无位置传感器的无刷电机的控制装置，用于实现第一方面中任一项所述的无位置传感器的无刷电机的控制方法。本公开实施例通过检测所述无刷电机的转速；若所述无刷电机的转速大于或等于预设转速阈值,则通过第一换相模式控制所述无刷电机换相；若所述无刷电机的转速小于所述预设转速阈值,则通过第二换相模式控制所述无刷电机换相,其中,在每一换相周期内,所述第一换相模式的换相次数少于所述第二换相模式的换相次数。这样，通过换相模式的切换，且第二换相模式的换相次数多于第一换相模式的换相次数，能够提高无刷电机的转速。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。图1是本发明一实施例提供的无位置传感器的无刷电机的控制方法的换相示意图；图2是本发明一实施例中无刷电机的电路连接示意图；图3是本发明一实施例中换相采样示意图；图4是本发明一实施例中相电压波形及电流波形示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供了一种无位置传感器的无刷电机的控制方法。包括以下步骤:检测所述无刷电机的转速；若所述无刷电机的转速大于或等于预设转速阈值,则通过第一换相模式控制所述无刷电机换相；若所述无刷电机的转速小于所述预设转速阈值,则通过第二换相模式控制所述无刷电机换相,其中,在每一换相周期内,所述第一换相模式的换相次数少于所述第二换相模式的换相次数。这样，通过换相模式的切换，且第二换相模式的换相次数多于第一换相模式的换相次数，能够提高无刷电机的转速。本实施例中的第一换相模式可以是常规的换相模式，例如常用的六步换相模式，具体可参考相关技术。一般情况下，第一换相模式能够使bldc电机达到预设转速，而在某些特定情况下，例如为了在短时间内提高应用该bldc电机的风扇的散热效果，需要提高bldc电机的转速。如图1所示，本实施例中的第二换相模式提高了换相次数，例如，在一个实施例中，该第二换相模式的换相次数为12次，从而能够可靠的获取反电动势有效采样区间，最大限度的增加导通角，从而实现bldc电机的超速转速运行。经过测试，采用本实施例的技术方案，可以在特定周期内提高bldc电机约15％的运行速度，且换相较为平滑，有助于降低换相噪声。本实施例中增加换相次数的目的在于增加导通角，以提高bldc电机的输出功率。在一些实施例中，第一换相模式的导通角小于第二换相模式的导通角。一般来说，第一换相模式的最大导通角为120度，通过本实施例的技术方案，能够将最大导通角提高至160度。在一些实施例中，所述无刷电机的相线包括第一相、第二相和第三相，其中，所述第一相包括第一正相线和第一负相线、所述第二相包括第二正相线和第二负相线，所述第三相包括第三正相线和第三负相线；如图1所示，所述第二换相模式的换相顺序包括：第一步，第三正相线至第一负相线和第二负相线；第二步，第三正相线至第二负相线；第三步，第一正相线和第三正相线至第二负相线；第四步，第一正相线至第二负相线；第五步，第一正相线至第二负相线和第三负相线；第六步，第一正相线至第三负相线；第七步，第一正相线和第二正相线至第三负相线；第八步，第二正相线至第三负相线；第九步，第二正相线至第一负相线和第三负相线；第十步，第二正相线至第一负相线；第十一步，第二正相线和第三正相线至第一负相线；第十二步，第三正相线至第一负相线。请同时参阅图1和表1。表1：换相顺序表step1step2step3step4step5step6wh->ulvlwh->vluhwh->vluh->vluh->wlvluh->wlstep7step8step9step10step11step12vhuh->wlvh->wlvh->ulwlvh->ulwhvh->ulwh->ul表1中，stepn代表第n次换相，n为1至12的正整数，u代表第一相的相线，其中，uh为第一正相线，ul为第一负相线，其中，v代表第二相的相线，其中，vh为第二正相线，vl为第二负相线，其中，w代表第三相的相线，其中，wh为第三正相线，wl为第三负相线。如图2所示，图2中，us代表输入电压电源，ua、ub、uc分别为控制装置向bldc电机输出的第一相u、第二相v和第三相w的供电电压，。在一些实施例中，在第二步换相之后，所述方法还包括：通过检测所述第一相的上升沿电压以检测所述无刷电机的转子位置，所述第一相的电压为所述第一相与所述无刷电机的母线之间的电位差。请同时参阅图1、图3和表1，本实施例中，第二步为进行换相检测的步骤，在第二步中，首先根据电机端采集到的电压数据确定续流是否完成，从而确定电机转子的位置。如图1所示，本实施例中，检测第一相u的反电动势(bemf)估算电机转子的位置。在一些实施例中，所述通过检测所述第一相的上升沿电压以检测所述无刷电机的转子位置之后，所述方法还包括：若所述第一正相线的电位小于预设阈值，则在当前周期控制所述第一步的换相时间缩短，其中，所述预设阈值为所述无刷电机的母线电压vbus减0.5伏特。请参阅图1和图3，换相时，由于电流增加等原因，会导致bemf被续流部分遮盖住，导致无法检测到正确的过零点。第二步换相后连续检测第一相u的相电压，当第一相u的相电压＝vbus-0.5v时，则认为处于续流状态，当u相电压小于vbus-0.5v且大于0.5v时，认为换相存在延迟，本次换相周期需要提前换相，进一步设置提前换相，本实施例中将提前换相的时间设置为50μs，使得转子提前换相，相应的，下一周期第二步换相过程中的检测窗口加大。如图3所示，本实施例中，第二相v和第三相w的波形是一样的，仅相位存在一定差异，第二相v和第三相w流出约10度时间用于续流，50度左右均用作为有效电压输出至电机，有效的提高了导通角，增加电机的输出功率。进一步的，请参阅图4，图4中示出了第一相u的换相点、端电压、相电流和第二相v的端电压，第三相w的端电压与第二相v的端电压相同，但相位不同，故省略。由图4可见，第一相u的相电流较为平滑，换相噪声明显降低。第二方面，本发明实施例还提供了一种无位置传感器的无刷电机的控制装置，用于实现第一方面中任一项所述的无位置传感器的无刷电机的控制方法。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页12