CN104333286A - 一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无刷直流电机技术领域，具体涉及一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，以实现电机的霍尔传感器正确换相；在不依靠人为寻找传感器位置、不需要检测设备帮助以及不需要人为修正的方式的前提下，直接通过六脉冲算法实现对霍尔传感器位置偏差的修正，使其准确实现在换相点处准确换相，算法简单易实现，可移植性强，降低开发以及维护成本。

Description

一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法
技术领域
本发明属于无刷直流电机技术领域，具体涉及一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，以实现电机的霍尔传感器正确换相。
背景技术
无刷直流电机(Brusless DC motor，以下简称BLDCM)以其良好的输出转矩特性、高效的电能利用率、可智能化控制、使用寿命长等优点广泛应用在工业自动化领域中。BLDCM依靠电子换相，因此要准确的找到换相位置才能保证电机稳定高效的输出。如果BLDCM换相点出现超前或者滞后则容易造成电机对电能的利用率下降，系统工作不稳定，严重时甚至会给系统带来不可逆转的危害。因此正确的找到电机的换相点尤为重要。
根据刘吉超等在文章“霍尔传感器在无刷直流电机上的应用.(防爆电机，Explosion-Proof Electric Machine，2013年第5期：34-37)”所述，BLDCM实现一个电周期需要进行6次换相，每次换相的过零点之后30°恰好是换相点。目前常用的换相技术有基于无传感器的换相技术和基于有传感器的换相技术。其中无传感器的换相技术主要缺陷在于不能够适用大功率BLDCM，一旦外部负载过大，容易造成换相超前或者滞后；而基于有传感器的换相技术可以有效的避免无传感器技术带来的缺陷，也是目前最常用的方法，但是该种技术需要准确的找到霍尔传感器在BLDCM上的安装位置，一旦发生偏差就会影响系统的正常工作。目前常用的霍尔传感器安装位置的修正方法主要是依靠仪器进行修正，因此随之带来的问题包括：
(1)人为安装存在不可避免的误差；
(2)仪器设备过于昂贵，增加投入成本；
(3)手工误差修正效果不明显，修正率偏低。
因此，目前霍尔传感器安装位置偏差的修正方法仍然存在一定的缺陷，给大规模推广使用带来一定的瓶颈。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，在不依靠人为寻找传感器位置、不需要检测设备帮助以及不需要人为修正的方式的前提下，直接通过六脉冲算法实现对霍尔传感器位置偏差的修正，使其准确实现在换相点处准确换相，算法简单易实现，可移植性强，降低开发以及维护成本。
实现本发明的技术方案如下：
一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，包括如下步骤：
(1).设定电机PWM的输出占空比为D，执行时间为Ti；
(2).设定三个霍尔传感器HA、HB、HC的相对安装电角度α,且确定被控对象电机的极对数N；
(3).将三个霍尔传感器HA、HB、HC按照α/N的机械角度固定在电机的定子圆周上；
(4).以“正电”、“悬空”、“接地”三种状态按照如下表1通电顺序给电机A相、B相、C相通电，分别测试三个霍尔传感器HA、HB、HC的电平信号，这样会得到相应的六组霍尔传感器信号S1、S2、S3、S4、S5、S6；
表1
通电序号 电角度区间 A相 B相 C相 霍尔信号
1 0°～60° 正电 接地 悬空 S1
2 60°～120° 正电 悬空 接地 S2
3 120°～180° 悬空 正电 接地 S3
4 180°～240° 接地 正电 悬空 S4
5 240°～300° 接地 悬空 正电 S5
6 300°～360° 悬空 接地 正电 S6
同时定时器中断开启，并设定中断周期修正参数t，中断中包含上述6步通电换相过程；
(5).设定新的六组霍尔传感器信号和电机A相、B相、C相的通电顺序；即使上述霍尔信号S1对应到通电序号2，霍尔信号S2对应到通电序号3，依次类推到霍尔信号S6对应到通电序号1，这样就得到一组新的通电顺序，并按照这样的通电顺序给电机通电，通电步数为M步，同时开启定时器记录当前霍尔传感器信号SX到变为SX+1的时间，记录此时的时间为T；T为电机的状态区间，一个电周期内有6个这样的区间；
(6).根据步骤(4)、(5)得知，此时定时器的中断时间为T*t，T为定时器动态计数值，根据转速变化而变化；
先将t设为0，同时按照步骤(5)的通电顺序给电机进行通电控制，获得电机三相反电动势波形，然后不断增大t值，观察三相反电动势波形是否对称，若在t≤1时，波形达到对称，则此时t为当前的修正参数值，此时完成对霍尔传感器位置的修正；
如果当t＝1时还未实现波形对称，则需要使霍尔信号S1对应到通电序号3，霍尔信号S2对应到通电序号4，依次类推到霍尔信号S6对应到通电序号2，并按照这样的通电顺序给电机通电，并重新调整t值，直至三相波形对称，此时t为当前修正参数值，完成对霍尔传感器位置的修正。
上述步骤(5)中的通电步数M为大于等于10的整数。
本发明可以有效的作为BLDCM用霍尔传感器安装位置的修正方法。该方法具有以下技术效果：(1)不需要人为寻找霍尔传感器安装位置，避免人为安装误差；
(2)不需要人为修正霍尔传感器位置，提高修正效果；
(3)动态修正算法使修正准确率达到99.3％；
(4)算法可移植性强，易于实现推广；
(5)由于可移植、复制性强，降低了投入成本；
附图说明
图1为实现本发明修正方法的系统原理框图；
图2为按照表1通电顺序获得的霍尔信号波形图；
图3为按照表2通电顺序没有修正情况下的三相反向电动势波形图；
图4为按照表2通电顺序修正后下的三相反向电动势波形图；
图5为按照表3通电顺序没有修正情况下的三相反向电动势波形图；
图6为按照表3通电顺序修正后下的三相反向电动势波形图；
图7为本发明修正方法的流程图；
具体实施方式
下面结合附图1-图7和具体实施例对本发明进一步说明。
实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法的步骤如下：
(1).如图1所示，控制信号11输入MCU模块12中，电源16为系统供电，MCU模块输出的信号通过逆变器单元的逆变实现对电机14的控制；设定MCU模块12中PWM模块的输出占空比D＝10％，执行时间Ti＝100ms；
(2).设定霍尔传感器组15中三个霍尔传感器HA、HB、HC的相对安装电角度α，α＝60°(或者120°),且确定被控对象电机的极对数N＝5；
(3).将三个霍尔传感器HA、HB、HC按照α/N＝60°/5＝12°的机械角度固定好，然后固定好的三个霍尔传感器固定在电机的定子圆周上；
(4).以“正电”、“悬空”、“接地”三种状态按照如下表1通电顺序给电机A相、B相、C相通电，系统执行的步骤为图7中701到702的步骤，进而分别测试三个霍尔传感器HA、HB、HC的电平信号，这样会得到相应的六组霍尔传感器信号S1、S2、S3、S4、S5、S6，获得的霍尔信号波形图如图2所示；
表1
通电序号 电角度区间 A相 B相 C相 霍尔信号
1 0°～60° 正电 接地 悬空 S1
2 60°～120° 正电 悬空 接地 S2
3 120°～180° 悬空 正电 接地 S3
4 180°～240° 接地 正电 悬空 S4
5 240°～300° 接地 悬空 正电 S5
6 300°～360° 悬空 接地 正电 S6
同时定时器中断开启，并设定中断周期修正参数t(t为0～1的小数)，中断中包含上述6步通电换相过程；
(5).设定新的六组霍尔传感器信号和电机A相、B相、C相的通电顺序；这里新的通电顺序如下面的表2，即使上述霍尔信号S1对应到通电序号2，霍尔信号S2对应到通电序号3，霍尔信号S3对应到通电序号4，霍尔信号S4对应到通电序号5，霍尔信号S5对应到通电序号6，霍尔信号S6对应到通电序号1，这样就得到一组新的通电顺序，并按照这样的通电顺序给电机通电，通电步数为M步，通电步数M为大于等于10的整数，这里的M＝100，同时开启定时器记录当前霍尔传感器信号SX到变为SX+1的时间，记录此时的时间为T；T为电机的状态区间，一个电周期内有6个这样的区间；由于霍尔传感器信号是通过MCU捕捉形式获取的，开启捕捉中断后，由图2知，从一个状态到下一个状态三个霍尔传感器信号必有一个发生变化，因此每次换相都可以在捕捉中断中完成，此时T为动态计数值；
表2
通电序号 电角度区间 A相 B相 C相 霍尔信号
1 0°～60° 正电 接地 悬空 S6
2 60°～120° 正电 悬空 接地 S1
3 120°～180° 悬空 正电 接地 S2
4 180°～240° 接地 正电 悬空 S3
5 240°～300° 接地 悬空 正电 S4
6 300°～360° 悬空 接地 正电 S5
(6).根据步骤(4)、(5)得知，此时定时器的中断时间为T*t，T为定时器动态计数值，根据转速变化而变化；
按照图7中的步骤703～712来执行，先将t设为0，同时按照表2的通电顺序给电机进行通电控制，此时抓取图1中电机的三相反电动势波形，如图3所示，然后不断增大t值，直到t＝1时，三相反电动势波形也没有实现对称，如图4所示；此时，再按照再次重新确定通电顺序，如表3，使霍尔信号S1对应到通电序号3，霍尔信号S2对应到通电序号4，依次类推到霍尔信号S6对应到通电序号2，来给电机通电，此时波形图如图5所示，并不断增大t值，当t为0.4时，三相反电动势波形实现对称，如图6所示，说明此时已经完成对霍尔传感器位置的修正，t＝0.4为当前的修正参数值。
表3
通电序号 电角度区间 A相 B相 C相 霍尔信号
1 0°～60° 正电 接地 悬空 S5
2 60°～120° 正电 悬空 接地 S6
3 120°～180° 悬空 正电 接地 S1
4 180°～240° 接地 正电 悬空 S2
5 240°～300° 接地 悬空 正电 S3
6 300°～360° 悬空 接地 正电 S4

Claims (2)

1.一种基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1).设定电机PWM的输出占空比为D，执行时间为Ti；
(2).设定三个霍尔传感器HA、HB、HC的相对安装电角度α,且确定被控对象电机的极对数N；
(3).将三个霍尔传感器HA、HB、HC按照α/N的机械角度固定在电机的定子圆周上；
(4).以“正电”、“悬空”、“接地”三种状态按照如下表1通电顺序给电机A相、B相、C相通电，分别测试三个霍尔传感器HA、HB、HC的电平信号，这样会得到相应的六组霍尔传感器信号S1、S2、S3、S4、S5、S6；
表1
通电序号 电角度区间 A相 B相 C相 霍尔信号 1 0°～60° 正电 接地 悬空 S1 2 60°～120° 正电 悬空 接地 S2 3 120°～180° 悬空 正电 接地 S3 4 180°～240° 接地 正电 悬空 S4 5 240°～300° 接地 悬空 正电 S5 6 300°～360° 悬空 接地 正电 S6
同时定时器中断开启，并设定中断周期修正参数t，中断中包含上述6步通电换相过程；
(5).设定新的六组霍尔传感器信号和电机A相、B相、C相的通电顺序；即使上述霍尔信号S1对应到通电序号2，霍尔信号S2对应到通电序号3，依次类推到霍尔信号S6对应到通电序号1，这样就得到一组新的通电顺序，并按照这样的通电顺序给电机通电，通电步数为M步，同时开启定时器记录当前霍尔传感器信号Sx到变为Sx+1的时间，记录此时的时间为T；
(6).根据步骤(4)、(5)得知，此时定时器的中断时间为T*t，T为定时器动态计数值，根据转速变化而变化；
先将t设为0，同时按照步骤(5)的通电顺序给电机进行通电控制，获得电机三相反电动势波形，然后不断增大t值，观察三相反电动势波形是否对称，若在t≤1时，波形达到对称，则此时t为当前的修正参数值，此时完成对霍尔传感器位置的修正；
如果当t＝1时还未实现波形对称，则需要使霍尔信号S1对应到通电序号3，霍尔信号S2对应到通电序号4，依次类推到霍尔信号S6对应到通电序号2，并按照这样的通电顺序给电机通电，并重新调整t值，直至三相波形对称，此时t为当前修正参数值，完成对霍尔传感器位置的修正。
2.根据权利要求1所述的基于六脉冲算法实现霍尔传感器安装位置偏差的修正方法，其特征在于，上述步骤(5)中的通电步数M为大于等于10的整数。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107482962A (zh) * 2017-09-11 2017-12-15 西北工业大学 无刷直流电机无位置传感器的换相位置检测换相方法
CN110199467A (zh) * 2016-12-21 2019-09-03 德纳汽车系统集团有限责任公司 相位换相中的霍尔效应传感器信号偏移校正

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2192683A2 (en) * 2008-11-26 2010-06-02 Honda Motor Co., Ltd Phase current estimation device of motor and magnetic pole position estimation device of motor
CN103023399A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 联合汽车电子有限公司 旋转变压器转子零位角度标定系统
CN103322896A (zh) * 2013-07-10 2013-09-25 江苏浩峰汽车附件有限公司 一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及系统
CN104079216A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 峰岹科技（深圳）有限公司 三相有传感器bldc电机驱动系统及其驱动方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2192683A2 (en) * 2008-11-26 2010-06-02 Honda Motor Co., Ltd Phase current estimation device of motor and magnetic pole position estimation device of motor
CN103023399A (zh) * 2012-11-27 2013-04-03 联合汽车电子有限公司 旋转变压器转子零位角度标定系统
CN104079216A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 峰岹科技（深圳）有限公司 三相有传感器bldc电机驱动系统及其驱动方法
CN103322896A (zh) * 2013-07-10 2013-09-25 江苏浩峰汽车附件有限公司 一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘吉超 李巴津 伍春生: "《无刷直流电机用霍尔传感器定位方法》", 《微电机》 *
刘吉超 李巴津 伍春生: "《油泵水泵用无刷直流电机定位算法验证》", 《防爆电机》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110199467A (zh) * 2016-12-21 2019-09-03 德纳汽车系统集团有限责任公司 相位换相中的霍尔效应传感器信号偏移校正
CN110199467B (zh) * 2016-12-21 2022-12-06 德纳汽车系统集团有限责任公司 一种操作主减速器单元离合器的方法
CN107482962A (zh) * 2017-09-11 2017-12-15 西北工业大学 无刷直流电机无位置传感器的换相位置检测换相方法

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