CN105529965A - 一种无刷直流电机位置检测电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无刷直流电机位置检测电路，可方便准确的采集无刷直流电机转子定位信号。该检测电路包括无刷直流电机本体，无刷直流电机本体包括定子和转子，定子由多相绕组安装于铁芯线槽内，定子的每相绕组均缠绕有对应的耦合线圈，耦合线圈星形连接，检测电路包括直流电源以及信号采样电路，信号采样电路的输入端与耦合线圈连接。本发明的原理为：耦合线圈由于感应输出相电压变化，由于耦合线圈感应的电压与无刷直流电机的相电压幅值成正比，相位一致。将耦合线圈进行星形连接，则等同于无刷直流电机各相的状态，而且该耦合线圈组成的星形电路与无刷直流电机的相线完全隔离，从而隔离无刷直流电机运转时产生的干扰。

Description

一种无刷直流电机位置检测电路
技术领域
本发明涉及直流电机技术领域，具体涉及一种无刷直流电机位置检测电路。
背景技术
对直流无刷电机的控制是通过转子位置信号来切换电机三相绕组的通断电状态来实现。因此，对直流无刷电机进行控制时，需要检测直流无刷电机转子位置信号，以确定切换电机三相绕组的通断电状态的变换时刻。
CN1286525A号中国发明专利申请公开了名为“一种无位置传感器无刷直流电动机的转子位置检测方法”的发明创造，该专利申请揭示了一种如图1所示的无位置检测电路，其具有与电机M连接的检测电路。其中，直流电源Vcc通过开关电路的轮流导通与截止，使电机M的U,V,W三相轮流与正电源连接、负电源连接或处于悬空状态。例如，当场开关K1与K4截止时，电机M的U相处于悬空状态，此时可以检测U相反电动势的过零点，从而检测转子位置信号。
信号采样电路由电阻R1,R2,R7,R8,R13,R14以及电容C1,C3,C5组成，其中电阻R13、R14与电容C5连接在电机M的U相上，电阻R7、R8与电容C3连接在电机M的V相上，电阻R1,R2与电容C1连接在电机M的W相上。该检测电路中，电机M的U,V,W三相的电压信号中由两电阻分压所得，并通过电阻上并联的电容简单滤波后送入后续处理电路。
但是由于信号采样电路是直接由相电路上取出，电机在运转时各种杂散信号难以控制，特别是在低速运转时，干扰信号甚至会大于需采集的有用信号，在实际应用中难以得到推广。
发明内容
在本发明的目的是提出一种无刷直流电机位置检测电路，可方便准确的采集无刷直流电机转子定位信号。
根据本发明提供的无刷直流电机位置检测电路，包括无刷直流电机本体，所述无刷直流电机本体包括定子和转子，所述定子由多相绕组安装于铁芯线槽内，其特征在于所述定子的每相绕组均缠绕有对应的耦合线圈，所述耦合线圈星形连接，所述检测电路包括直流电源以及信号采样电路，所述信号采样电路的输入端与所述耦合线圈连接。
本发明的原理为：耦合线圈由于感应输出相电压变化，由于耦合线圈感应的电压与无刷直流电机的相电压幅值成正比，相位一致。将耦合线圈进行星形连接，则等同于无刷直流电机各相的状态，而且该耦合线圈组成的星形电路与无刷直流电机的相线完全隔离。将位置检测电路与耦合线圈组成的星形电路连接，则无刷直流电机运转时产生的干扰对位置检测完全无影响，从而得到准确的无刷直流电机转子定位信号。
进一步的，为了确保耦合线圈感应的电压与无刷直流电机的相电压幅值成正比，相位一致，所述每相绕组的耦合线圈的电角度相等。
具体的说，所述直流电源并联有三个开关支路，所述开关支路由两个开关串联组成，所述无刷直流电机的U、V、W相分别连接所述三个开关支路上两个开关之间的连线处。通过开关的轮流导通与截止，从而使电机M的U,V,W三相轮流与正电源连接、负电源连接或处于悬空状态，同时也使得耦合线圈上感应到幅值成比例，相位相同的感应电压。
具体的说，所述信号采样电路包括分压电阻网络、电压比较器和用于采集信号的单片机，所述分压电阻网络包括三个分压电阻支路，所述每个分压电阻支路包括星形连接的两个分压电阻和一个电容，所述每个分压电阻支路均通过电压比较器与单片机的输入端连接。
附图说明
图1为现有无刷直流电机位置检测电路的电路图。
图2为本发明的无刷直流电机位置检测电路的电路。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
如图2，本发明的无刷直流电机位置检测电路，包括无刷直流电机本体，所述无刷直流电机本体包括定子和转子，所述定子由多相绕组安装于铁芯线槽内，所述定子的U、V、W相绕组均缠绕对应的耦合线圈U’、V’、W’，耦合线圈U’、V’、W’星形连接，检测电路包括直流电源以及信号采样电路，信号采样电路的输入端与耦合线圈U’、V’、W’连接。其中，直流电源以及信号采样电路与现有技术相同，此处不再赘述。
本发明的原理为：直流电源Vcc提供电机工作能量、开关管K1,K2,K3,K4,K5,K6组成开关电路，通过开关电路的轮流导通与截止，从而使电机M的U,V,W三相轮流与正电源连接、负电源连接或处于悬空状态，同时也使得耦合线圈U’、V’、W’上感应到与U,V,W相电压幅值成比例，相位相同的感应电压。例如，当场开关管K1与K4截止时，电机M的U相处于悬空状态，此时可以检测与U相耦合的线圈U’上反电动势的过零点，从而检测转子位置信号，且U’上感应的电压与U相在电路上是完全隔离，电机运转时产生的干扰对后续测试完全无影响，从而得到准确的无刷直流电机转子定位信号。

Claims (5)

1.一种无刷直流电机位置检测电路，包括无刷直流电机本体，所述无刷直流电机本体包括定子和转子，所述定子由多相绕组安装于铁芯线槽内，其特征在于所述定子的每相绕组均缠绕有对应的耦合线圈，所述耦合线圈星形连接，所述检测电路包括直流电源以及信号采样电路，所述信号采样电路的输入端与所述耦合线圈连接。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机位置检测电路，其特征在于所述每相绕组的耦合线圈的电角度相等。
3.根据权利要求1所述的无刷直流电机位置检测电路，其特征在于所述直流电源并联有三个开关支路，所述开关支路由两个开关串联组成，所述无刷直流电机的U、V、W相分别连接所述三个开关支路上两个开关之间的连线处。
4.根据权利要求3所述的无刷直流电机位置检测电路，其特征在于所述直流电源通过所述开关支路上的开关的轮流导通和截止，可使无刷直流电机的U、V、W三相轮流处于与正电源连接、与负电源连接、以及处于悬空三种状态。
5.根据权利要求1所述的无刷直流电机位置检测电路，其特征在于所述信号采样电路包括分压电阻网络、电压比较器和用于采集信号的单片机，所述分压电阻网络包括三个分压电阻支路，所述每个分压电阻支路包括星形连接的两个分压电阻和一个电容，所述每个分压电阻支路均通过电压比较器与单片机的输入端连接。
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