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[發(fā)明專利]無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及控制方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201510422272.5 申請(qǐng)日: 2015-07-16
公開(公告)號(hào): CN105322839B 公開(公告)日: 2020-06-16
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張華;田興元 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 浙江海洋學(xué)院
主分類號(hào): H02P6/08 分類號(hào): H02P6/08;H02P6/18;H02P6/20
代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109 代理人: 尉偉敏
地址: 316022 浙江省*** 國(guó)省代碼: 浙江;33
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 無(wú)刷無(wú) 霍爾 電機(jī) 驅(qū)動(dòng) 電路 控制 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制方法,無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括單片機(jī)(1),存儲(chǔ)器(7)、報(bào)警器(8)、顯示器(9)、兩個(gè)按鍵(2),與所述無(wú)刷電機(jī)連接的三相電路(3),與三相電路電連接的電流檢測(cè)電路(4),與電機(jī)內(nèi)部電路(5)連接的反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路(1);單片機(jī)、三相電路和電機(jī)內(nèi)部電路依次電連接,反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路的輸出端、電流檢測(cè)電路的輸出端、存儲(chǔ)器、顯示器、報(bào)警器和2個(gè)按鍵均與單片機(jī)電連接;其特征是,

包括如下步驟:

(1-1)啟動(dòng)

存儲(chǔ)器中設(shè)有波形周期逐漸減小的PWM變加速波和波形周期恒定的PWM穩(wěn)定波,電機(jī)磁極對(duì)數(shù)p,電機(jī)目標(biāo)轉(zhuǎn)速n,與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的周期t0,其中存儲(chǔ)器中還設(shè)有換相時(shí)序表,換相時(shí)序表由6個(gè)依次排列的標(biāo)準(zhǔn)位置狀態(tài)邏輯字構(gòu)成,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置狀態(tài)邏輯字與PWM變加速波及PWM穩(wěn)定波的相位相對(duì)應(yīng);存儲(chǔ)器中設(shè)有過流閾值I1;兩個(gè)按鍵分別為啟動(dòng)按鍵和關(guān)閉按鍵;

(1-2)電機(jī)加速及穩(wěn)定運(yùn)行

按下啟動(dòng)按鍵,單片機(jī)向三相電路輸出PWM變加速波,電機(jī)逐漸加速,單片機(jī)讀取電流檢測(cè)電路檢測(cè)的電流Ic,當(dāng)Ic>T1,單片機(jī)禁止PWM變加速波輸出,顯示器顯示電機(jī)過流;同時(shí)單片機(jī)控制報(bào)警器報(bào)警;

當(dāng)Ic≤I1,表明啟動(dòng)電流在適合運(yùn)行范圍內(nèi),單片機(jī)將允許PWM波形送出;

(1-3)電機(jī)加速及穩(wěn)定運(yùn)行過程中的換相

單片機(jī)不斷掃描反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路輸入的電壓,每掃描一次,將所測(cè)得的電壓代入反電動(dòng)勢(shì)及誤差計(jì)算公式:其中,|ΔEx|為反電動(dòng)勢(shì)修正偏移量,x取a,b,c,其中y,z可取a,b,c,必須與已經(jīng)有的符號(hào)不一致;理想情況時(shí),反電動(dòng)勢(shì)的偏移量為零,而實(shí)測(cè)結(jié)果往往不等于;

將反電動(dòng)勢(shì)及其偏移量設(shè)定為初值及反饋量,按增量式u(k)=u(k-1)+Δu(k)進(jìn)行迭代,迭代停止條件為偏移量為一足夠小的數(shù)值;

將迭代優(yōu)化后的偏移量,代入后續(xù)公式|ΔEx|=k[(α/30)-1]ω中,推算此時(shí)的換相α角,當(dāng)計(jì)算得到α為30度時(shí),表明此時(shí)反電動(dòng)勢(shì)正準(zhǔn)備過零,將此結(jié)果告知單片機(jī),單片機(jī)直接將下一組PWM波送入,強(qiáng)行進(jìn)行換相;單片機(jī)記錄此時(shí)的位置狀態(tài)字,存入內(nèi)存中;

若計(jì)算所得的α不在30度附近,則單片機(jī)不進(jìn)行換相,即按照原先的PWM波的時(shí)序供應(yīng);

(1-4)電機(jī)加速及穩(wěn)定運(yùn)行過程中的換相

單片機(jī)讀取換相時(shí)序表中的當(dāng)前時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)位置狀態(tài)邏輯字,同時(shí)讀取檢測(cè)的位置狀態(tài)邏輯字,將二者進(jìn)行比較;

如果二者不一致,則將換相時(shí)序表中的當(dāng)前時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)位置狀態(tài)邏輯字換為檢測(cè)的位置狀態(tài)邏輯字的前一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置狀態(tài)邏輯,從而實(shí)現(xiàn)換相。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制方法,其特征是,所述反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)電路包括6個(gè)電阻Rp、3個(gè)電阻Rn和3個(gè)用于濾除高頻分量的電容Cn;6個(gè)電阻Rp分成2組,每組有電阻Rp;一組電阻Rp中的3個(gè)電阻Rp一端分別與電機(jī)內(nèi)部電路的A、B和C相電連接,3個(gè)電阻Rp另一端均與單片機(jī)的一個(gè)引腳電連接;另一組電阻Rp中的3個(gè)電阻Rp一端分別與電機(jī)內(nèi)部電路的A、B和C相電連接,3個(gè)電阻Rp另一端分別與單片機(jī)的3個(gè)引腳電連接;3個(gè)電阻Rn和3個(gè)電容Cn一端均與電機(jī)內(nèi)部電路的A、B和C相電連接,3個(gè)電阻Rn和3個(gè)電容Cn另一端均接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制方法,其特征是,所述電流檢測(cè)電路包括電阻R9、電阻R10、電阻R11和電阻R12,電容C2和電容C3,放大器D2;電阻R9一端與三相電路電連接,電阻R9另一端分別與放大器D2的同相輸入端、電阻R11一端、電容C2一端、電阻R12一端和電容C3一端電連接,電阻R10一端接3V電壓,電阻R10另一端與放大器D2的反相輸入端電連接,電阻R11另一端和電容C2另一端均接0.3V電壓,電阻R12另一端和電容C3另一端均與放大器D2的輸出端電連接,放大器D2的輸出端與單片機(jī)電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)刷無(wú)霍爾電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的控制方法,其特征是,還包括電阻R14和放大器D3;放大器D2的輸出端與放大器D3的反向相輸入端電連接,放大器D3的同相輸入端與1.6V電壓連接,放大器D3的輸出端與單片機(jī)電連接。

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