基于无刷电机相序自动适配的控制方法及系统的制作方法_3

文档序号:8945353阅读:来源:国知局
通电,使得转子磁力线定位于30°、90°、150°、-150°、-90°、-30°这六个方 向。这里对各种线圈通电状态的时间为1秒,保证转子将有足够的时间在线圈磁场的作用 下转动,使转子磁力线方向与线圈合磁场方向一致。从而得到并记录每种线圈通电状态 下无刷电机停止转动后转子磁力线方向对应的霍尔传感器输出状态H(30° )、H(90° )、 H(150° )、H(-150° )、H(-90° )和H(-30° )。如表3所示,为转子磁力线方向、线圈通电 状态、霍尔传感器输出状态对应关系表。
[0062] 表3转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态对应关系表
[0063]
[0064] 在步骤B3中,判断记录的霍尔传感器状态是否均不相同;若记录的霍尔传感器状 态均不相同,则将每种线圈通电状态下转子磁力线方向与霍尔传感器输出状态数据作为无 刷电机相序适配数据对应保存并标记为已适配状态,将表3中转子磁力线方向对应的霍尔 传感器输出状态代入到步骤Bl的表1和表2中即可得到控制无刷电机转动和反向转动时 线圈通电状态与霍尔传感器输出状态的对应关系,即完成无刷电机相序自动适配;若记录 的霍尔传感器状态不是均不相同,则操作结束。
[0065] 当交换无刷电机的电源三相线与驱动器的连接顺序时,例如将无刷电机的U与V 相线对调,将无刷电机原U与V相线定义的名称也对调。那么表1无刷电机逆时针方向转 动的转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态间的对应关系也将改变。如表4 所示,为交换U、V相线后无刷电机逆时针方向转动时转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔 传感器输出状态对应关系表。
[0066] 表4交换U、V相线后无刷电机逆时针方向转动时转子磁力线方向、线圈通电状态、 霍尔传感器输出状态对应关系表
[0067]
[0068] 同理,表2无刷电机顺时针方向转动的转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感 器输出状态间的对应关系也将改变。如表5所示,为交换U、V相线后无刷电机逆时针方向 转动时转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态对应关系表。
[0069] 表5交换U、V相线后无刷电机逆时针方向转动时转子磁力线方向、线圈通电状态、 霍尔传感器输出状态对应关系表
[0070]
[0071] 同理,表3转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态对应关系表也将 改变。如表6所不,为转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态对应关系表
[0072] 表6转子磁力线方向、线圈通电状态、霍尔传感器输出状态对应关系表
[0073]
[0074] 当交换了 U与V相线顺序后,根据转子磁力线分别为-90°、_150°、150°、90°、 30°和-30°六个方向时获取的霍尔传感器输出状态H(-90° )、H(-150° )、H(150° )、 H(90° )、H(30° )和H(-30° ),代入到表4和表5中即可得到无刷电机转动或反向转动 时霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关系。
[0075] 本发明在无刷电机相线任意交换顺序后,通过确定无刷电机转动或反向转动时霍 尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关系,从而根据霍尔传感器输出状态控制线圈相 应的通电状态来实现无刷电机转动或反向转动的换向控制。
[0076] 当交换霍尔信号接线顺序时,由于线圈通电状态与转子磁力线方向的对应关系并 未受到影响,因此本发明重新依次按照(+U,-W,-V),(+W,+U,-V),(+W,-V,-U),(+W,+V,-U ),(+V,-U,-W),(+V,+U,-W)顺序对无刷电机通电,获取转子磁力线分别为-90°、-150°、 150°、90°、30°和-30°六个方向时霍尔传感器输出状态H(-90° )、H(-150° )、 H(150° )、H(90° )、H(30° )和H(-30° ),代入到表4和表5中,同样可以得到无刷电机 转动或反向转动时霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关系,从而根据霍尔传感器 输出状态控制线圈相应的通电状态来实现无刷电机转动或反向转动的换向控制。
[0077] 本发明通过确定控制无刷电机转动或反向转动时霍尔传感器输出状态与线圈通 电状态的对应关系,使得无论无刷电机电源的三相线如何交换顺序,以及无刷电机霍尔传 感器输出的三相线如何交换顺序都能根据霍尔传感器输出状态控制线圈相应的通电状态 来实现无刷电机转动和反向转动的换向控制,减少了用户在连接有感无刷电机与驱动器时 确定无刷电机相序时的工作量,避免了因无刷电机接线顺序与驱动器不匹配造成无刷电机 或驱动器损坏现象。
[0078] 特别的,对于三相多极无刷电机,本发明也可以根据以上类似方法确定控制无刷 电机转动或反向转动时霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关系以实现无刷电机 相序自动适配。
[0079] 在步骤D中,需要判断步骤B3中保存的无刷电机相序适配数据的标记状态是否为 已适配;若无刷电机相序适配数据标记状态为已适配,即说明无刷电机相序适配数据可用, 则进行步骤E ;若无刷电机相序适配数据标记状态不是为已适配,即说明无刷电机相序适 配数据不可用,则返回步骤B重新进行无刷电机相序自动适配或结束操作。
[0080] 在步骤E中,读取步骤标记状态为已适配的无刷电机相序适配数据中的霍尔传感 器输出状态,根据控制无刷电机转动或反向转动时霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的 对应关系输出无刷电机线圈通电逻辑,控制无刷电机转动或反向转动,并返回步骤C。
[0081] 为了进一步对本发明的基于相序自动适配的无刷电机控制方法作更详细的说明, 本发明还公开了一种基于相序自动适配的无刷电机控制系统。如图6所示,为本发明的基 于相序自动适配的无刷电机控制系统结构示意图,其包括:
[0082] 控制信号输入装置,用于输入无刷电机控制信号;
[0083] 中央处理装置,用于对控制信号及霍尔信号进行处理;
[0084] 霍尔信号采集装置,用于采集无刷电机霍尔传感器输出状态数据;
[0085] 无刷电机驱动装置,用于将控制信号进行功率放大实现无刷电机驱动;
[0086] 电流检测装置,用于检测无刷电机电流;
[0087] 及数据存储装置,用于存储霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关系及霍 尔传感器输出状态数据;
[0088] 所述中央处理装置分别与控制信号输入装置、霍尔信号采集装置、无刷电机驱动 装置和数据存储装置连接;所述电流检测装置分别与中央处理装置、无刷电机驱动装置和 无刷电机连接;所述霍尔信号采集装置还与无刷电机连接。
[0089] 本发明的控制信号输入装用于输入无刷电机控制信号,其通过I/O输入端口或通 讯端口实现。
[0090] 本发明的霍尔信号采集装置用于采集无刷电机霍尔传感器输出状态数据,其通过 I/O输入端口实现,接受霍尔传感器位置信号以及为霍尔传感器提供电源。
[0091] 本发明的无刷电机驱动装置用于将线圈通电状态信号进行功率放大实现无刷电 机驱动,其通过数字电路实现,具体包括对电压幅值和电流进行放大。
[0092] 本发明的电流检测装置用于检测无刷电机电流,其通过对无刷电机线圈的电流进 行采样,转换为电压信号并将幅值放大到适合输入给中央处理装置的范围。
[0093] 本发明的数据存储装置用于存储霍尔传感器输出状态与线圈通电状态的对应关 系及霍尔传感器输出状态数据,其通过存储器实现。
[0094] 本发明的中央处理装置用于对控制信号及霍尔信号进行处理,其具体包括:
[0095] 无刷电机自动适配处理单元,用于对无刷电机相序适配数据进行处理;
[0096] 无刷电机相序逻辑控制单元,用于实现无刷电机换向相序逻辑控制;
[0097] 无刷电机运动
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