一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法及检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，首先设定无刷直流电机的A相电流给定值，将A相电流实际值与给定值作差，得到差值进行PID调节，控制三相桥式逆变器中相应MOS管的导通时间，使A相电流实际值跟随给定值，此时霍尔位置传感器输出低电平的信号线即为A相霍尔信号线；再以同样方法设定B相电流给定值，使B相电流实际值跟随给定值，此时剩余2条信号线输出低电平的信号线即为B相霍尔信号线；剩余的1条信号线即为C相霍尔信号线。此种检测方法可在不知晓无刷直流电机三相霍尔信号线输出顺序，无刷直流电机无法正常运转的情况下，简单地判断出霍尔传感器三相接线的相序。本发明还公开一种实现前述检测方法的检测装置。
【专利说明】
-种无刷直流电机霍尔相序的检测方法及检测装置
技术领域
[0001] 本发明属于无刷直流电机技术领域，特别设及一种检测无刷直流电机霍尔传感器 信号线相序的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，无刷直流电机W其独到的体积小、重量轻、效率高、力矩大、调速性能好等 优点在数控机床、机器人、电动车、家电、办公自动化设备等领域获得了广泛的应用。当无刷 直流电机原有控制器因故障损坏需要更换新的控制器时，需要对无刷直流电机霍尔信号线 进行识别。然而，无刷直流电机早期生产厂家对电机霍尔信号线标识标准不统一，W及无刷 直流电机长期运行过程中霍尔信号线的磨损老化等诸多因素，都会导致无刷直流电机霍尔 信号线无法识别的问题。截至目前，该问题的解决方法尚未见诸报道。工程应用中则直接淘 汰原有的无刷直流电机，重新购置与新控制器相配套的电机，造成了极大的浪费。因此，设 计一种合理、简便的检测无刷直流电机霍尔传感器=相接线相序的方法具有重要的意义。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的，在于提供一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法及检测装置，其 可在不知晓无刷直流电机=相霍尔信号线输出顺序，无刷直流电机无法正常运转的情况 下，简单地判断出霍尔传感器=相接线的相序。
[0004] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[0005] -种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，包括如下步骤：
[0006] (1)设定无刷直流电机的A相电流给定值，测量A相电流实际值，并将给定值与实际 值作差，得到差值进行PID调节，控制立相桥式逆变器中相应MOS管的导通时间，使得A相电 流实际值跟随给定值，无刷直流电机的转子在相应磁场力作用下定位到A相绕组位置;检测 霍尔位置传感器3条信号线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为A相霍尔信号 线；
[0007] (2)再设定无刷直流电机的B相电流给定值，测量B相电流实际值，并将给定值与实 际值作差，得到差值进行PID调节，控制S相桥式逆变器中相应MOS管的导通时间，使得B相 电流实际值跟随给定值，无刷直流电机的转子在相应磁场力作用下定位到B相绕组位置;检 测霍尔位置传感器剩余2条信号线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为B相霍尔 信号线；
[000引（3)通过W上步骤确定了 A相霍尔信号线和B相霍尔信号线后，剩余的1条霍尔信号 线即为C相霍尔信号线。
[0009] 上述步骤(1)中，利用电流传感器测量A相电流实际值。
[0010] 上述步骤(1)中，利用减法器将给定值与实际值作差。
[0011] 上述步骤(1)中，利用电平检测器检测霍尔位置传感器信号线输出的电平数值。
[0012] 上述步骤(2)中，利用电流传感器测量B相电流实际值。
[0013] 上述步骤(2)中，利用减法器将给定值与实际值作差。
[0014] 上述步骤(2)中，利用电平检测器检测霍尔位置传感器信号线输出的电平数值。
[0015] -种实现前述无刷直流电机霍尔相序的检测方法的检测装置，用于检测无刷直流 电机中霍尔位置传感器=相霍尔信号线的输出顺序;所述装置包括直流电源、=相桥式逆 变器、霍尔位置传感器、2个电流传感器、控制器和电平检测器，其中，直流电源与=相桥式 逆变器并联，=相桥式逆变器的输出端连接无刷直流电机的A、B、C=相绕组，霍尔位置传感 器的输入端连接无刷直流电机的定子，而霍尔位置传感器的输出端连接电平检测器;2个电 流传感器的输入端分别连接在无刷直流电机的A相绕组和B相绕组中，输出端则分别连接控 审IJ器;所述控制器的输出端分别连接立相桥式逆变器的6个MOS管的栅极，从而控制相应的 MOS管导通。
[0016] 上述控制器包含有顺序连接的减法器和PID调节器，减法器的输入端分别连接2个 电流传感器的输出端，而PID调节器的输出端分别连接=相桥式逆变器的6个MOS管的栅极。
[0017] 采用上述方案后，本发明步骤简单，整个过程无需改变任何接线。通过引入电流闭 环控制，采用设定给定值的方法，既可防止无刷直流电机在接有负载时实际电流值不足、转 子力矩不够无法定位的情况，又可防止实际电流值过大定子绝缘层被烧坏，大大提高了装 置的可靠性。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的实现装置结构图；
[0019] 图2是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0020] W下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0021] 本发明提供一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，用于检测无刷直流电机中霍 尔位置传感器=相霍尔信号线的输出顺序，其采用的装置如图1所示，包括直流电源、=相 桥式逆变器、霍尔位置传感器、2个电流传感器、控制器和电平检测器，其中，直流电源与= 相桥式逆变器并联，=相桥式逆变器的输出端连接无刷直流电机的A、B、C =相绕组，霍尔位 置传感器的输入端连接无刷直流电机的定子，而霍尔位置传感器的输出端连接电平检测 器;2个电流传感器的输入端分别连接在无刷直流电机的A相绕组和B相绕组中，输出端则分 别连接控制器，构成电流闭环系统;所述控制器包含有减法器和PID调节器，减法器用于作 差，而PID调节器的输出端分别连接S相桥式逆变器的6个MOS管的栅极，从而控制相应的 MOS管导通。
[0022] 基于W上装置，配合图2所示，本发明一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法包括 如下步骤：
[0023] (1)设定无刷直流电机的A相电流给定值1'^，利用连接在A相绕组中的电流传感器测 得A相电流实际值iA，并将其反馈到控制器，控制器将给定值C与实际值iA作差，得到差值A iA进行PID调节，控制送入S相桥式逆变器各MOS管栅极的PWM占空比，进而控制MOSl、M0S6、 M0S2的导通时间，使得A相电流实际值iA跟随A相电流给定值!',;，无刷直流电机的转子在相应 磁场力作用下定位到A相绕组位置。此时，再通过电平检测器检测霍尔位置传感器3条信号 线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为A相霍尔信号线；
[0024] (2)再设定无刷直流电机的B相电流给定值4,利用连接在B相绕组中的电流传感器 测得B相电流实际值iA，并将其反馈到控制器，控制器将给定值4与实际值iB作差，得到差值 AiB进行PID调节，控制送入S相桥式逆变器各MOS管栅极的PWM占空比，进而控制M0S3、 M0S4、M0S2的导通时间，使得B相电流实际值iB跟随財目电流给定值，无刷直流电机的转子 在相应磁场力作用下定位到B相绕组位置。此时，再通过电平检测器检测霍尔位置传感器剩 余2条信号线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为B相霍尔信号线；
[0025] (3)通过W上步骤确定了 A相霍尔信号线和B相霍尔信号线后，剩余的1条霍尔信号 线即为C相霍尔信号线。
[0026] 需要说明的是，由于在本实施例中首先判断A相霍尔信号线和B相霍尔信号线，因 此2个电流传感器需要分别连接在A相绕组和B相绕组中，在实际操作中可W首先判断任意 两条霍尔信号线，只需将2个电流传感器连接在需首先判断的两条霍尔信号线对应的绕组 中即可，不W本实施例为限。
[0027] 综合上述，本发明一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，步骤简单，整个过程无 需改变任何接线，能够有效防止乱接线导致的无刷直流电机堵转烧坏。并且引入电流闭环 控制，采用电流给定值，既可防止无刷直流电机在接有负载时实际电流值不足、转子力矩不 够无法定位的情况，又可防止实际电流值过大定子绝缘层被烧坏，大大提高了装置的可靠 性。
[0028] W上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能W此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 设定无刷直流电机的A相电流给定值，测量A相电流实际值，并将给定值与实际值作 差，得到差值进行PID调节，控制三相桥式逆变器中相应MOS管的导通时间，使得A相电流实 际值跟随给定值，无刷直流电机的转子在相应磁场力作用下定位到A相绕组位置;检测霍尔 位置传感器3条信号线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为A相霍尔信号线； (2) 再设定无刷直流电机的B相电流给定值，测量B相电流实际值，并将给定值与实际值 作差，得到差值进行PID调节，控制三相桥式逆变器中相应MOS管的导通时间，使得B相电流 实际值跟随给定值，无刷直流电机的转子在相应磁场力作用下定位到B相绕组位置;检测霍 尔位置传感器剩余2条信号线输出的电平数值，输出低电平信号的信号线即为B相霍尔信号 线； (3) 通过以上步骤确定了 A相霍尔信号线和B相霍尔信号线后，剩余的1条霍尔信号线即 为C相霍尔信号线。2. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (1)中，利用电流传感器测量A相电流实际值。3. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (1)中，利用减法器将给定值与实际值作差。4. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (1) 中，利用电平检测器检测霍尔位置传感器信号线输出的电平数值。5. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (2) 中，利用电流传感器测量B相电流实际值。6. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (2)中，利用减法器将给定值与实际值作差。7. 如权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测方法，其特征在于:所述步骤 (2)中，利用电平检测器检测霍尔位置传感器信号线输出的电平数值。8. -种实现如权利要求1所述无刷直流电机霍尔相序的检测方法的检测装置，用于检 测无刷直流电机中霍尔位置传感器三相霍尔信号线的输出顺序;其特征在于:所述装置包 括直流电源、三相桥式逆变器、霍尔位置传感器、2个电流传感器、控制器和电平检测器，其 中，直流电源与三相桥式逆变器并联，三相桥式逆变器的输出端连接无刷直流电机的A、B、C 三相绕组，霍尔位置传感器的输入端连接无刷直流电机的定子，而霍尔位置传感器的输出 端连接电平检测器;2个电流传感器的输入端分别连接在无刷直流电机的A相绕组和B相绕 组中，输出端则分别连接控制器;所述控制器的输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS 管的栅极，从而控制相应的MO S管导通。9. 如权利要求8所述的一种无刷直流电机霍尔相序的检测装置，其特征在于:所述控制 器包含有顺序连接的减法器和PID调节器，减法器的输入端分别连接2个电流传感器的输出 端，而PID调节器的输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管的栅极。
【文档编号】H02P6/28GK105846735SQ201610296689
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】魏海峰, 韦汉培, 张懿, 夏俭辉, 缪维娜, 陈椒娇
【申请人】江苏科技大学