CN102158157B - 马达相电流自动补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种马达相电流自动补偿方法，是对一马达在运转中做补偿，以应用于一马达驱动电路上，而首先通过一微处理单元接收一霍尔讯号并撷存其内每一相位时序，并判断所述马达的转速是否稳定，接着前述微处理单元对每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生一平均相位时序讯号，驱动所述马达，然后所述微处理单元判断所述马达的转速是否改变，所以通过本发明的微处理单元对每一相位时序的差异自动补偿的设计，使得不但能使每一相的相电流相同及换相转矩相同外，进而又有效达到降低马达的振动量的效果。

Description

马达相电流自动补偿方法

技术领域

本发明是关于一种马达相电流自动补偿方法，尤其一种可使每一相的相电流相同及换相转矩相同，进而又能达到降低马达的振动量效果的马达相电流自动补偿方法。

背景技术

随着电子资讯科技日益增进，人们对于各种电子产品的依赖性亦随的增加；然而，在运作时电子产品(如电脑、笔记型电脑)内部的元件会产生高热量，倘若无法及时将热量导出电子产品外，则容易产生过热的问题，因此一般电子产品内装设一散热风扇强制散热，以达到散热目的。

而前述散热风扇主要是利用马达带动来使其运转；一般而言，直流无刷马达(Brushless dc motors，简称BLDC)由于好保养、控制性佳及性能与效率优异，早已经成为工业界的宠儿，其中小功率的应用如硬碟机与光碟机内部的马达，大功率的应用如电动车的马达装置，都可以利用直流无刷马达得到高效率、转速稳定、高扭力、耐用、容易保养的特性。

请参阅图1所示，为现有的霍尔讯号与控制讯号时序图。而一般现有马达驱动方法，首先是由一霍尔感测器感测马达转子的相位位置变化所产生的一霍尔讯号，传送给一微处理单元，使前述微处理单元将接收的霍尔讯号运算处理后产生一相位时序讯号，传送至一驱动单元，使得所述驱动单元将接收前述相位时序讯号转换变一控制讯号，以通过控制讯号驱动定子激磁以使转子受到磁力作用持续转动，以保持马达转动。

但却延伸出另一问题，即现有的前述霍尔感测器容易因感测转子的相位位置时发生误差，使其所生的霍尔讯号带有误差，进而导致每一相的相电流的大小差异，另而则会因磁带充磁不平均造成每一相的相电流的大小差异，以及换相转矩差异会造成转动的振动量变大，进而容易产生噪音的问题，因此，上述诸多问题仍是目前业界无法克服的难题。以上所述，现有技术中具有下列的缺点：

1.相电流的大小差异；

2.换相转矩差异；

3.振动量变大。

因此，要如何解决上述现有的问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

发明内容

为有效解决上述的问题，本发明的主要目的，是提供一种在马达的转速稳定时，通过一微处理单元接收霍尔讯号其内的每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生一平均相位时序讯号驱动马达，以有效降低马达振动量的马达相电流自动补偿方法。

本发明的次要目的，是提供一种具有能使每一相的相电流相同及换相转矩相同的马达相电流自动补偿方法。

为达上述目的，本发明是一种马达相电流自动补偿方法，是对一马达在运转中做补偿，以应用于一马达驱动电路上，首先通过一微处理单元接收一霍尔讯号并撷存其内每一相位时序，并判断所述马达的转速是否稳定，接着前述微处理单元对每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生一平均相位时序讯号，驱动马达，然后所述微处理单元判断马达的转速是否改变，亦此通过本发明的微处理单元对每一相位时序的差异自动补偿的设计，使能让每一相的相电流相同与换相转矩相同，进而又有效达到降低马达的振动量的效果。

附图说明

图1是现有的霍尔讯号与控制讯号时序图；

图2是本发明的较佳实施例的流程图；

图3是本发明的较佳实施例的方块图；

图4是本发明的较佳实施例的时序图；

图5是本发明的较佳实施例的马达运作关系图。

附图标记说明：2-马达驱动电路；21-霍尔感测器；22-驱动单元；23-微处理单元。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请一并参阅图2、3、4、5所示，是本发明一种马达相电流自动补偿方法，在本发明的较佳实施例中，是对一马达(图中未示)于运转中做补偿，以应用于一马达驱动电路2上，其中所述马达驱动电路2包含一霍尔感测器21、一驱动单元22及一微处理单元23，前述微处理单元23是分别电连接所述驱动单元22及霍尔感测器21，将接收霍尔感测器21传送的一霍尔讯号，即前述霍尔感测器21感测一转子(图中未示)的相位位置变化后产生一霍尔讯号，传送给所述微处理单元23，前述微处理单元23对所述霍尔讯号其内的每一相位时序的差异做补偿运算处理后，产生一平均相位时序讯号，而前述驱动单元22为一驱动芯片(IC)将接收前述平均相位时序讯号做处理后产生一控制讯号，以通过前述控制讯号驱使马达运转。

请复参阅图2、3、4所示，图2为本发明的较佳实施例的流程图，如图所示，在本发明马达相电流自动补偿方法是包含下列步骤：

200：开始；

201：利用一正常时序讯号来驱动前述马达运转；

先利用所述正常时序讯号来驱动马达开始进行运转。

202：通过前述微处理单元23接收霍尔讯号并撷存其内每一相位时序，并判断所述马达的转速是否稳定；若是，则继续步骤203；否则，则返回步骤201；

当马达进行运转时，前述霍尔感测器21便开始感测转子相位的位置变化产生前述霍尔讯号，传送给微处理单元23，使所述微处理单元23接收霍尔讯号的同时，并一同撷存其内的每一相位时序，并且判断所述马达的转速，若是马达的转速为稳定时，则前述微处理单元23便开始对每一时序相位的差异补偿运算；若是马达的转速为不稳定，则由回到利用正常时序讯号来驱动马达维持运转。

203：所述微处理单元23对每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生所述平均相位时序讯号，驱动所述马达；

前述微处理单元23对每一相位时序的差异进行补偿运算，前述补偿运算是通过一演算法进行演算，所述演算法包含对所述马达的转子旋转一圈时间和除以一定子总极数，除后所得的值加一时间延时常数，并依加的时间延迟常数不同会得到不同的导通角位置，以产生所述平均相位时序讯号，前述平均相位时序讯号是每一相位时序都相同，且每一相的相电流及换相转矩也相同，所以使所述微处理单元23补偿运算后产生的平均相位时序讯号，传送给所述驱动单元22，使前述驱动单元22依接收前述平均相位时序讯号做处理(或转变)后产生控制讯号，并通过前述控制讯号驱使马达运转，因此，使得有效降低马达的振动量的效果。

此外，前述演算法是根据下列的公式计算：

T[i]-D[i]+D[i+1]＝Tavg           (1)

D[i+1]＝Tavg-(T[i]-D[i])         (2)

D[i]＝H[i]-P[i]＞d_min            (3)

其中前述Tavg为平均相位时序，D为时间延迟常数，H为已知霍尔切换点，P为导通角度，d_min为最小时间延迟常数，i为依选用的定子极数来决定，如定子为四极，i＝0～3。

例如参阅图4、5所示，若定子为四极时，且已知霍尔切换点H[0]、H[1]、H[2]、H[3]，而各导通角度如下：

P[0]导通角度＝0×360/4+D[0](时间延迟常数)

P[1]导通角度＝1×360/4+D[1](时间延迟常数)

P[2]导通角度＝2×360/4+D[2](时间延迟常数)

P[3]导通角度＝3×360/4+D[3](时间延迟常数)

其中前述P[0]、P[1]、P[2]、P[3]各彼此间的角度为90度；

而平均相位时序则为Tavg＝(T[0]+T[1]+T[2]+T[3])/4+D_[0～3]，其中利用上述第2公式可找出每一相位的D[i]，如D[0]、D[1]、D[2]、D[3]，并利用D[i]来对应开启切换P[i]，如P[0]、P[1]、P[2]、P[3]，以获得同样的相电流，相对的每一相位即可获得相同的换相转矩，并同时有效降低马达的振动量的效果。

204：所述微处理单元23判断所述马达的转速是否改变；若是，则返回步骤201；否则，则返回步骤203；

所述驱动单元22通过所述控制讯号控制马达运转时，所述微处理单元23会持续由接收的霍尔讯号来判断所述马达的转速是否改变；若是，判断所述马达的转速未改变，则维持利用所述微处理单元23产生的平均相位时序讯号，传送给所述驱动单元22，以使所述驱动单元22依接收的平均相位时序讯号做处理产生前述控制讯号，以通过控制讯号控制马达运转；若是，判断所述马达的转速改变，则需利用正常时序讯号来驱动马达维持运转。

因此，通过本发明的前述微处理单元23对接收的霍尔讯号其内每一相位时序的差异自动补偿的设计，使得能够得到每一相的相电流相同及换相转矩相同，以有效改善霍尔感测器的误差及磁带不平均的问题，进而又有效达到降低马达的振动量的效果。以上所述，本发明是一种马达相电流自动补偿方法，其具有下列优点：

1.具有降低马达的振动量的效果；

2.具有能获得每一相的相电流相同及换相转矩相同的效果。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种马达相电流自动补偿方法，其特征在于，是对一马达在运转中做补偿，以应用于一马达驱动电路上，所述方法包含下列步骤:

通过一微处理单元接收一霍尔讯号并撷存其内每一相位时序，并判断所述马达的转速是否稳定；

所述微处理单元对前述每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生一平均相位时序讯号，驱动所述马达，所述补偿运算是通过一演算法，所述演算法包含:对所述马达的一转子旋转一圈时间和除以一定子总极数，除后所得的值加一时间延迟常数，并依加的时间延迟常数不同会得到不同的导通角度位置，以产生前述平均相位时序讯号；及

所述微处理单元判断所述马达的转速是否改变。

2.根据权利要求1所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，所述微处理单元接收前述霍尔讯号步骤前，更包含一步骤:利用一正常时序讯号来驱动前述马达运转。

3.根据权利要求1所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，若判断所述马达转速稳定，则继续执行所述微处理单元对前述每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生前述平均相位时序讯号，驱动所述马达的步骤。

4.根据权利要求2所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，若判断马达转速不稳定，则返回前述利用正常时序讯号来驱动前述马达运转的步骤。

5.根据权利要求1所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，若判断所述马达的转速未改变，则返回所述微处理单元对前述每一相位时序的差异进行补偿运算，以产生前述平均相位时序讯号，驱动所述马达的步骤。

6.根据权利要求2所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，若判断所述马达的转速改变，则返回前述利用正常时序讯号来驱动前述马达运转的步骤。

7.根据权利要求1所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，所述马达驱动电路包含一霍尔感测器、一驱动单元及前述微处理单元，所述微处理单元是分别电连接所述驱动单元及所述霍尔感测器，将接收所述霍尔感测器传送的霍尔讯号，并且前述驱动单元是接收前述平均相位时序讯号后产生一控制讯号，驱使马达运转。

8.根据权利要求7所述的马达相电流自动补偿方法，其特征在于，所述驱动单元为一驱动IC。

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