专利名称：永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法及启动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁直流无刷无霍尔电机技术领域，具体来说，本发明涉及一种永磁 直流无刷无霍尔电机的启动方法及启动装置。
背景技术：
现有的永磁直流无刷无霍尔电机在启动时，需要首先确定电机转子的位置。现有 技术中确定电机转子的位置的方法主要包括(1)让转子强制定位，再开环启动的方法。但是转子在强制定位时电机会转动一下 (可能会反转)，而在很多情况下电机所应用的场合(比如在车床或者列车的应用中)不允 许其在启动时先转动一下，因为这是很危险的，因此上述方法的适用范围有限。另外，电机 在转子自由转动中启动会对电机本身形成冲击，整个启动过程并不平稳可靠。(2)给电机按六步分别通电，再检测反电动势消逝的时间的方法。上述方法的系统 响应速度慢，启动时间太长。(3)基于高成本硬件和复杂控制算法的其它启动方法。上述方法的实现系统复杂， 成本太高。因此，需要一种适用范围广、启动速度快、平稳可靠、实现简单且成本低廉的永磁 直流无刷无霍尔电机的启动方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种适用范围广、启动速度快、平稳可靠、实现 简单且成本低廉的永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法及启动装置，能够方便地确定转子 的位置，然后平稳可靠地启动所述电机。为解决上述技术问题，本发明提供一种永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法，包 括步骤给电机的三相中的任意两相施加单脉冲电压；在所述脉冲即将结束时检测并记录流过所述两相的电流值；重复上述过程，完成对所述电机的六步通电和电流检测；比较所有电流值，找出其中的最大值及其所对应的通电相，判定所述电机的转子 的位置；根据所述转子的位置来启动所述电机。 可选地，所述电机的六步通电按照相位ab-ac-bc-ba-ca-cb的顺序来完成。本发明还提供一种永磁直流无刷无霍尔电机的启动装置，包括单脉冲电压施加单元，与电机相连接，用于给所述电机的三相中的任意两相施加 单脉冲电压；相电流检测单元，与所述单脉冲电压施加单元和所述电机相连接，用于在所述脉 冲即将结束时检测并记录流过所述两相的电流值；
电流值比较单元，与所述相电流检测单元相连接，用于比较所述电流值，找出其中 的最大值及其所对应的通电相，判定所述电机的转子的位置；启动单元，与所述电流值比较单元和所述电机相连接，用于根据所述转子的位置 来启动所述电机。可选地，所述单脉冲电压施加单元给电机的两相施加单脉冲电压按照相位 AB-AC-BC-BA-CA-CB的顺序来完成。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明在电机启动前确定转子位置时无需进行强制定位，不影响电机的适用范 围，并且启动时不会对电机本身形成冲击，启动过程平稳可靠。另外，本发明基于现有的条 件对电机进行通电和检测，无需额外的硬件资源，实现简单且成本低廉，启动速度也比较 快。
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描 述而变得更加明显，其中图1为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法的流程图；图2为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机及其主要驱动电路的等效 示意图；图3为本发明一个实施例的判定永磁直流无刷无霍尔电机的转子位置的示意图；图4为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机的启动装置的示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保 护范围。图1为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法的流程图。如图 所示，该启动方法可以包括执行步骤S101，按照电机的六步给电机的三相中的任意两相通电，施加单脉冲电压。图2为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机及其主要驱动电路的等效 示意图。如图所示，该电机M可以等效为由三个定子绕组A、B、C组成的结构，其中A相可 以包括串联连接的电阻Ra、电感La和反电动势eA，类似地B相可以包括串联连接的电阻Rb、 电感Lb和反电动势eB，C相可以包括串联连接的电阻Rc、电感Lc和反电动势ec，Un为定子 绕组中位点的电压。另外，T1和T2、T3和T4、T5和T6分别为A相定子绕组的上桥臂的开关 管和下桥臂的开关管、B相定子绕组的上桥臂的开关管和下桥臂的开关管、C相定子绕组的 上桥臂的开关管和下桥臂的开关管，它们都是由脉冲宽度调制(PWM)信号控制其开关的通 断的。类似地,D1和D2、D3和D4、D5和D6分别为与各相定子绕组的上、下桥臂的开关管T1和 T2, T3和T4、T5和T6并联连接的续流二极管。最后，Ud为施加在各定子绕组上、下桥臂之间 的母线电压。因此，在本实施例中，例如可以按照相位AB-AC-BC-BA-CA-CB的顺序来给电机M通电(写在前面的字母代表电流流入相，写在后面的字母代表电流流出相)。在此情形下，当 相位AB通电时，给A相定子绕组的开关管T1和B相定子绕组的开关管T4同时施加一个单 脉冲的高电平的PWM信号，而其余开关管上的PWM信号全部都保持低电平，这样就完成了对 电机M的A、B两相施加单脉冲电压。执行步骤S102，在脉冲即将结束时检测并记录流过两相的电流值。在本实施例中，即在上述单脉冲即将结束时检测并记录流过A、B两相的电流值， 具体检测相电流的方法可以采用现有技术中已有的方法。执行步骤S103，重复上述过程，完成对电机的六步通电和电流检测。在本实施例中，接下来给电机M的A、C两相通电，施加单脉冲电压，并在上述单脉 冲即将结束时检测并记录流过A、C两相的电流值。以此类推，依照预定的顺序完成对电机 M的六步通电和电流检测。执行步骤S104，比较所有电流值，找出其中的最大值及其所对应的通电相，判定电 机的转子的位置。图3为本发明一个实施例的判定永磁直流无刷无霍尔电机的转子位置的示意图。 如图所示，假设电机M的A、B两相通电时其电流值是最大的(电流从A相流入，B相流出)， 则考虑到电机M的A相定子绕组给转子0施加与A相定子绕组相异的向下的力(方向如图 中向下的短箭头所示)，而B相定子绕组给转子0施加与B相定子绕组相同的向右下方的力 (方向如图中向右下方的短箭头所示)，则根据电磁感应原理，可以判定电机M的转子0的 位置位于图中两个短箭头所夹角度之间。执行步骤S105，根据转子的位置来启动电机。在本实施例中，确定了转子的位置后，就可以确定对电机M的三个定子绕组的通 电顺序，然后启动电机。图4为本发明一个实施例的永磁直流无刷无霍尔电机的启动装置的示意图。如图 所示，该启动装置400可以包括单脉冲电压施加单元401，与电机M相连接，用于给电机M的三相中的任意两相施 加单脉冲电压；相电流检测单元402，与单脉冲电压施加单元401和电机M相连接，用于在脉冲即 将结束时检测并记录流过两相的电流值；电流值比较单元403，与相电流检测单元402相连接，用于比较电流值，找出其中 的最大值及其所对应的通电相，判定电机M的转子0的位置；启动单元404，与电流值比较单元403和电机M相连接，用于根据转子的位置来启 动电机M。在本实施例中，单脉冲电压施加单元401给电机M的两相施加单脉冲电压按照相 位AB-AC-BC-BA-CA-CB的顺序来完成。本发明在电机启动前确定转子位置时无需进行强制定位，不影响电机的适用范 围，并且启动时不会对电机本身形成冲击，启动过程平稳可靠。另外，本发明基于现有的条 件对电机进行通电和检测，无需额外的硬件资源，实现简单且成本低廉，启动速度也比较 快。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技
5术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保 护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
一种永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法，包括步骤给电机的三相中的任意两相施加单脉冲电压；在所述脉冲即将结束时检测并记录流过所述两相的电流值；重复上述过程，完成对所述电机的六步通电和电流检测；比较所有电流值，找出其中的最大值及其所对应的通电相，判定所述电机的转子的位置；根据所述转子的位置来启动所述电机。
2.根据权利要求1所述的启动方法，其特征在于，所述电机的六步通电按照相位 AB-AC-BC-BA-CA-CB的顺序来完成。
3.—种永磁直流无刷无霍尔电机的启动装置，包括单脉冲电压施加单元，与电机相连接，用于给所述电机的三相中的任意两相施加单脉 冲电压；相电流检测单元，与所述单脉冲电压施加单元和所述电机相连接，用于在所述脉冲即 将结束时检测并记录流过所述两相的电流值；电流值比较单元，与所述相电流检测单元相连接，用于比较所述电流值，找出其中的最 大值及其所对应的通电相，判定所述电机的转子的位置；启动单元，与所述电流值比较单元和所述电机相连接，用于根据所述转子的位置来启 动所述电机。
4.根据权利要求3所述的启动装置，其特征在于，所述单脉冲电压施加单元给电机的 两相施加单脉冲电压按照相位AB-AC-BC-BA-CA-CB的顺序来完成。
全文摘要
本发明提供一种永磁直流无刷无霍尔电机的启动方法，包括步骤给电机的三相中的任意两相施加单脉冲电压；在所述脉冲即将结束时检测并记录流过所述两相的电流值；重复上述过程，完成对所述电机的六步通电和电流检测；比较所有电流值，找出其中的最大值及其所对应的通电相，判定所述电机的转子的位置；根据所述转子的位置来启动所述电机。相应地，本发明还提供一种永磁直流无刷无霍尔电机的启动装置。本发明在电机启动前确定转子位置时无需进行强制定位，不影响电机的适用范围，并且启动时不会对电机本身形成冲击，启动过程平稳可靠。另外，本发明基于现有的条件对电机进行通电和检测，无需额外的硬件资源，实现简单且成本低廉，启动速度也比较快。
文档编号H02P6/20GK101977001SQ20101052793
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者周序伟, 尹志光, 辛巍, 陈朝辉 申请人:中颖电子有限公司