CN101272113B - 无刷直流电机控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无刷直流电机控制装置，用于控制电流经过所述电机三相绕组的顺序，该装置包括有：一个设置在电机转子上的磁环，所述磁环由三组弧形磁体排列而成，并在转子的带动下与转子同轴心转动；一个设置在电机内固定平面上的霍尔元件，用于感应所述磁环的磁性度比，并根据所述磁性度比输出对应的电角度信号；控制电路，与所述霍尔元件相连，用于根据所述霍尔元件输出的电角度信号确定转子的磁极，并给对应的定子绕组供电。本发明简化了电机结构，同时也使控制电路更加简单，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及直流电机控制技术，尤其涉及一种无刷直流电机控制装置。
背景技术
无刷直流电机控制装置的工作原理是通过霍尔元件感应到的转子所在的位置，控制电流经过定子绕组的顺序，从而产生旋转磁场，该磁场与转子的磁铁相互作用，使电机顺时/逆时转动。在现有技术中，是在转子上设置一磁钢，并在定子上设置三个霍尔元件，通过该三个霍尔元件感应磁钢的位置，来给对应的绕组供电。这种方案的缺点是，在电机里需要设置3个霍尔元件，使电机结构复杂，对应的控制电路结构也较为复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种无刷直流电机控制装置，该装置简化了电机结构，同时也使控制电路更加简单，且操作方便。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种无刷直流电机控制装置，用于控制电流经过所述电机三相绕组的顺序，该装置包括有：
一个设置在电机转子上的磁环，所述磁环由三组弧形磁体排列而成，并在转子的带动下与转子同轴心转动；
一个设置在电机内固定平面上的霍尔元件，用于感应所述磁环的磁性度比，并根据所述磁性度比输出对应的电角度信号；
控制电路，与所述霍尔元件相连，用于根据所述霍尔元件输出电角度的信号确定转子的磁极，并给对应的定子绕组供电。
本发明的有益效果是：
本发明的实施例通过利用一个霍尔元件采集三组磁体的磁信号，实现了只需要一个霍尔元件来控制电机三相绕组的上电顺序，简化了电机结构，同时也使控制电路更加简单，操作方便。
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明提供的直流电机控制装置第一实施例的组成结构图。
图2是本发明提供的直流电机控制装置第二实施例磁环的排列结构图。
具体实施方式
参考图1，该图是本发明提供的直流电机控制装置第一实施例的组成结构图；如图所示，本实施例包括有：
一个设置在转子(图中未示出)上的磁环1，所述磁环由三组弧形磁体排列而成，并在转子的带动下与转子同轴心转动；具体实现时，所述磁环可以设置在转子侧壁的盖板上。
一霍尔元件2，其主要作用是感应所述磁环的磁性度比，并根据所述磁性度比输出对应的电角度信号；具体实现时，所述霍尔元件2可固定在一个不动的平面，如定子(图中未示出)或电机主轴3上；为了尽量避免误差的考虑，所述霍尔元件2应设置在与所述磁环1距离较近的位置；另外，为了保护霍尔元件考虑，还可在所述霍尔元件外设置保护套4。
控制电路(图中未示出)，与所述霍尔元件2相连，用于根据所述霍尔元件2输出的电角度信号确定其对应绕组的相位，并给该相绕组供电；具体实现时，控制电路通过控制电子开关来控制绕组的通断电，电子开关的引出线可接到三相绕组的引出线。
其中，所述三组弧形磁体为三个从N极到S极依次排列的双极磁钢。每个磁钢的正中间没有磁场，且其与相邻磁钢连接处的磁力线相互抵消，因此，当每个磁钢的上述区域靠近霍尔元件时，霍尔元件的输出信号为0；而当每个磁体的N极区域靠近霍尔元件时，霍尔元件的输出信号为1；而当每个磁体的S极区域靠近霍尔元件时，霍尔元件的输出信号为-1。因此，控制电路根据所述信号的改变来该控制其供电绕组的相位。从停机位绕组开始计数，任意选用0、1或-1作为参考信号，即可确定需要供电的绕组的相位，从而给该相绕组上电。具体实现时，本实施例的霍尔元件采用线性霍尔元件；若选取0为计数参考信号，则每收到六个0信号为一个计数周期、若选取1或-1为计数参考信号，则每收到三个1或-1信号为一个计数周期，该计数周期可任意分为三组，每组对应一相绕组。
下面详细描述本发明提供的无刷直流控制电机第二实施例。
本实施例与前述第一实施例相比，其主要区别在于磁环的构成和排列方式。参考图2，该图是本实施例磁环的排列结构图；如图所示，每组弧形磁体为沿磁场线轴向排列而成的三个单面单极磁钢，且每两相磁钢排列方式均不相同。当N极靠近霍尔元件时，霍尔元件输出的是高电平信号；当S极靠近霍尔元件时，霍尔元件输出的是低电平信号。因此，控制电路从停机位绕组开始，根据接收到的电平信号顺序组合，即可确定其对应的绕组相位，从而给该相绕组供电。具体实现时，本实施例的霍尔元件2采用开关霍尔元件。
本发明主要应用于以电动机启动发电机的风力发电设备，当风速不足以启动发电机时，给电动机的绕组通电产生磁场，使电动机转子旋转，从而带动发电机旋转，实现发电机的启动；发电机启动后，电动机停止工作，发电机靠风力驱动；当风速不足以驱动发电机时，电动机的设定绕组通电产生稳定的磁场，该磁场可与其周围发电机的磁场相互作用，使其停在对应的位置。
本发明的实施例通过利用一个霍尔元件采集三组磁体的磁信号，实现了只需要一个霍尔元件来控制电机三相绕组的上电顺序，简化了电机结构，同时也使控制电路更加简单，操作方便。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种无刷直流电机控制装置，用于控制电流经过所述电机三相绕组的顺序，其特征在于，该装置包括有：
一个设置在电机转子上的磁环，所述磁环由三组弧形磁体排列而成，并在转子的带动下与转子同轴心转动；
一个设置在电机内固定平面上的霍尔元件，用于感应所述磁环的磁性度比，并根据所述磁性度比输出对应的电角度信号；
控制电路，与所述霍尔元件相连，用于根据所述霍尔元件输出的电角度信号确定转子的磁极，并给对应的定子绕组供电。
2.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述霍尔元件为开关霍尔元件，而每组弧形磁体为沿磁场线轴向排列而成的三个单面单极磁钢，且每两组磁钢排列方式均不相同。
3.如权利要求1所述的无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述霍尔元件为线性霍尔元件，而所述三组弧形磁体为三个从N极到S极依次排列的双极磁钢。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述霍尔元件固定在定子或者主轴上。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述霍尔元件外还设置有霍尔元件保护套。
6.如权利要求1-3中任一项所述的无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述磁环安装在转子侧壁的盖板上。
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