一种无刷直流电机换相控制方法和控制电路与流程

本发明涉及电机换相控制，特别涉及一种无刷直流电机换相控制方法和控制电路。

背景技术：

1、现有转动平台一般都使用无刷直流电机（bldc）作为动力来源，该类型电机没有电刷，需要用专用电机驱动器对电机进行换相控制，用于换相控制的传感器一般采用霍尔位置传感器，该传感器结构简单，误差大，只能完成基本换相功能，无法实现电机的精确换相，导致电机运行换相期间转动力矩波动较大。

2、无位置传感器电机换相方法需要驱动控制电路具有电流采集功能，通过采集电流来实现电机位置的换相控制。如果需要对电机的转动速度和转动位置进行精确测量，那么采用这种传统方案的话，还需要额外增加位置传感器。所以这种传统方案，如果不额外增加位置传感器，只能用于对转动速度和转动位置没有要求的应用领域

3、现有技术缺点：（1）无法实现完全自动换相控制，确定换相角度时需要人工参与；（2）基于霍尔传感器的换相方案无法实现转位和转速的精确控制。

技术实现思路

1、本公开提供了一种基于角度位置传感器的无刷直流电机换相控制方法，能够实现对电机换相时机、转动速度和转动位置信息进行采集和精确控制。

2、本公开提供的无刷直流电机换相控制方法，包括以下步骤：

3、s1，将位置角度传感器和电机同轴安装；将电机控制和驱动电路与所述位置角度传感器和电机进行电气连接；

4、s2，按照电机正转或反转的六种状态顺序，依次对电机三相供电中的两相进行通电，使电流从一相流入、从另一相流出；每次切换通电后，待电机转动停止后，利用所述位置角度传感器获取静止时的电机转子角度位置，作为下一状态的换相点；

5、s3，对于n对极电机，按照同样的通电顺序循环重复n个周期，共记录6n次数据，得到包含6n个电机角度位置和换相转态的映射表；

6、s4，根据所述电机角度位置和换相转态的映射表, 进行电机的正常换相和正反转动控制。

7、进一步地，所述步骤s2具体包括：

8、设无刷直流电机的三相供电分别为a、b、c，则电机控制按照三相六状态依次进行通电控制，即：

9、按照正转的六种通电状态ab->ac->bc->ba->ca->cb或相反顺序，依次对三相中的两相进行通电；其中，ab指a相流入，b向流出；ac指a相流入，c向流出；以此类推；

10、每次通电后，待电机转动停止后等待1～2s，记录此时电机转子角度位置。

11、进一步地，其中，所述位置角度传感器采用光电码盘或旋转变压器。

12、进一步地，在执行所述步骤s2和s3时，通过程序控制对电机逐项轮流通电，自动遍历6n个换相角度并自动采集和记录在数据存储装置中。

13、进一步地，还包括以下步骤：

14、当角度传感器和电机安装角度出现偏差或需要矫正时，重新执行步骤s2和s3，更新所述电机角度位置和换相转态的映射表。

15、进一步地，所述步骤s4具体包括：

16、当需要控制电机转动时，先采集电机转子当前的角度位置数据；将该数据与所述映射表中的数据进行对比，控制电机驱动电路，对相应电机相位进行通电。

17、本公开还提供了一种应用上述方法的基于位置角度传感器的无刷直流电机自动换相控制电路，包括：

18、依次串联的位置角度测量部件、角度采集处理部件、隔离电路和电机驱动电路，以及与角度采集处理部件相连的换相角度存储部件，其中：

19、所述位置角度测量部件，与无刷直流电机同轴安装，用于采集电机机械角度位置信息；

20、所述角度采集处理部件，用于自动采集角度测量部件对应的电机位置角度数据作为换相角度，以及运行自动换相算法；采集到的电机所有换相角度发送至换相角度存储部件进行记录；

21、所述隔离电路，用于实现控制电路和驱动电路的隔离；

22、驱动电路，用于驱动无刷直流电机的转动。

23、进一步地，所述位置角度测量部件采用光电码盘或旋转变压器。

24、进一步地，所述角度采集处理部件采用fpga处理器；所述换相角度存储部件采用flash存储器；所述隔离电路采用光耦隔离电路；所述驱动电路采用全桥驱动电路。

25、与现有技术相比，本公开的有益效果是：

26、（1）与霍尔位置传感器换相相比，换相精度高；（2）电机及位置传感器安装好后，采用自动化测试程序，无需手动参与；（3）可以补偿电机内部定子和转子的加工误差，以及线圈绕制和磁钢安装误差导致的换相误差，有效减少转矩脉动。

技术特征：

1.一种无刷直流电机自动换相方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在执行所述步骤s2和s3时，通过程序控制对电机逐项轮流通电，自动遍历6n个换相角度并自动采集和记录在数据存储装置中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：

7.一种应用权利要求1所述方法的无刷直流电机自动换相控制电路，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于：

9.根据权利要求7或8所述的电路，其特征在于：

技术总结
一种无刷直流电机换相控制方法和控制电路，通过按照电机正转或反转的通电顺序依次通电，并在每次通电后待电机停止转动后利用位置角度传感器采集记录转子的角度位置，作为下次换相位置；由此建立转子角度位置和换相通电的映射表，实现准确的换相控制；并可通过程序控制，实现全自动的电机角度采样测量、通电控制等。

技术研发人员：刘涛,张帅旗,折飞飞,姚旭
受保护的技术使用者：中勍科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15