CN106597205B - 一种无刷电机接线状态检测方法、装置和驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无刷电机接线状态检测方法、装置和驱动器，所述方法包括：根据位置传感单元的初始电平状态获取所述无刷电机的转子位置，所述位置传感单元包括至少两个位置传感器，所述初始电平状态包括所述至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态；导通所述转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态；记录每次获取到的所述导通电平状态与所述初始电平状态相同的次数。该技术方案，在无刷电机启动前，通过多次将位置传感单元的导通电平状态与初始电平状态进行对比判断，最终检测到无刷电机的接线状态，提高了检测结果的准确性，避免了因接线错误对无刷电机和驱动器带来的损害。

Description

一种无刷电机接线状态检测方法、装置和驱动器

技术领域

本发明涉及机电技术领域，具体涉及一种无刷电机接线状态检测方法、装置和驱动器。

背景技术

无刷电机又叫无刷直流电机，由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。无刷电机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似，转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电机转子的极性，在电机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。无刷电机采用半导体开关器件来实现电子换相，具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。无刷电机在启动或工作时，要求无刷电机与驱动器的相线连接必须对应，否则错误的接线会损坏无刷电机和驱动器，甚至造成严重的经济损失和人员伤亡。

因此，如何防止无刷电机和驱动器的相线接错，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于如何防止无刷电机和驱动器的相线接错。

有鉴于此，本发明实施例的第一方面提供了一种无刷电机接线状态检测方法，包括：根据位置传感单元的初始电平状态获取所述无刷电机的转子位置，所述位置传感单元包括至少两个位置传感器，所述初始电平状态包括所述至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态；导通所述转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态；记录每次获取到的所述导通电平状态与所述初始电平状态相同的次数。

优选地，还包括：判断所述相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，当大于所述预设阈值时判定接线状态正确。

优选地，还包括：当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，禁止所述无刷电机启动。

优选地，还包括：当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，发出警报。

优选地，所述在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态时，以预设间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态。

根据本发明实施例的第二方面提供了一种无刷电机接线状态检测装置，包括：第一获取模块，用于根据位置传感单元的初始电平状态获取所述无刷电机的转子位置，所述位置传感单元包括至少两个位置传感器，所述初始电平状态包括所述至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态；第二获取模块，用于导通所述转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态；记录模块，用于记录每次获取到的所述导通电平状态与所述初始电平状态相同的次数。

优选地，还包括：判断模块，用于判断所述相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，当大于所述预设阈值时判定接线状态正确。

优选地，还包括：禁止模块，用于当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，禁止所述无刷电机启动。

优选地，还包括：警报模块，用于当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，发出警报。

优选地，所述在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态时，以预设间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态。

根据本发明实施例的第三方面提供了一种无刷电机驱动器，包括如本发明实施例的第二方面所述的无刷电机接线状态检测装置。

本发明的技术方案具有以下优点：

本发明提供的无刷电机接线状态检测方法、装置和驱动器，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态并记录，将每次获取的导通电平状态与初始电平状态进行比较，在两者相同的次数超过预设阈值时判定该无刷电机与驱动器的接线正确，进而可以允许无刷电机启动，通过多次对比判断，提高了检测结果的准确性，避免了因接线错误对无刷电机和驱动器带来的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的无刷电机接线状态检测方法的一个流程图；

图2为本发明实施例1的无刷电机接线状态检测方法的另一个流程图；

图3为本发明实施例2的无刷电机接线状态检测装置的一个框图；

图4为本发明实施例3的无刷电机驱动器的一个框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种无刷电机接线状态检测方法，可用于无刷电机驱动器，以对无刷电机的接线状态进行检测，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S11：根据位置传感单元的初始电平状态获取无刷电机的转子位置，位置传感单元包括至少两个位置传感器，初始电平状态包括至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态。此处位置传感单元包括多个位置传感器，用于检测转子的位置，比如位置传感器可以有三个，当无刷电机和无刷电机驱动器的相线连接好后，打开电源通电，在无刷电机启动前，无刷电机驱动器首先对该无刷电机进行接线状态检测，具体地，无刷电机驱动器读取每个位置传感器(用H1、H2和H3分别表示三个位置传感器)的初始电平得到初始电平状态，根据初始电平状态A和无刷电机对应的运行逻辑关系，判断此时转子位置，一共三个位置传感器，每个位置传感器的电平有0和1两种，所以初始电平状态A有六种情况，每种情况对应一种转子位置，如表1所示：

表1转子位置对位置传感器电平状态表

H1电平状态	H2电平状态	H3电平状态	转子位置	初始电平状态A
					1	1	0	1	1
1	0	1	2	2
					0	1	1	3	3
0	0	1	4	4
					0	1	0	5	5
1	0	0	6	6

S12：导通转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取位置传感单元的导通电平状态。具体地，根据无刷电机的工作原理和此时转子位置(比如表1中的转子位置1，对应的初始电平状态A1为三个位置传感器的初始电平状态110)，导通对应的两相定子绕组，作为一种优选方案，在导通期间间隔获取位置传感单元的导通电平状态时，以预设间隔获取位置传感单元的导通电平状态，比如设导通时间为T，然后在导通时间为T内每隔预设间隔T1(T1小于T)的时间读取三个位置传感器的导通电平得到位置传感单元的导通电平状态B，B中每一次获取到的数据由该时刻三个位置传感器的导通电平状态组成。需要说明的是，在导通期间间隔获取位置传感单元的导通电平状态时，也可以根据需要设置不同的间隔时间。

S13：记录每次获取到的导通电平状态与初始电平状态相同的次数。即对步骤S2中每次读取到的导通电平状态B分别与步骤S1中获取到的初始电平状态A进行比较，记录下两者相同的次数，此处相同是指B中某一时刻的三个位置传感器的导通电平状态分别与A中的三个位置传感器的初始电平状态对应相同。比如具体实施步骤可以如下：1、设一个变量X表示三个位置传感器的初始电平状态A，X的取值有6个，分别是1、2、3、4、5和6，比如取X＝1；2、设一个指针变量Y表示每次读取的导通电平状态B，Y中的每一个元素Y1、Y2……Yn(n表示读取的次数)都与X一样有六种取值；3、将Y中的元素分别与X＝1时进行比较，并记录Y1、Y2……Yn中与X＝1完全相同的个数(即相同的次数)。

上述无刷电机接线状态检测方法，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态，并记录下导通电平状态与位置传感单元的初始电平状态完全相同的次数，以实现对无刷电机接线状态的检测，无需外加电路，节约检测成本。

作为一种优选方案，如图2所示，还包括步骤S14：判断相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，若大于进入步骤S15，否则进入步骤S16。

作为一种优选方案，步骤S15：当大于预设阈值时说明该无刷电机接线状态正确，可以允许无刷电机启动。

作为一种优选方案，还包括步骤S16：当相同的次数与间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，说明该无刷电机与无数点击驱动器之间的存在接错的相线，则禁止无刷电机启动，避免在接错线对无刷电机和无刷电机驱动器的损害，同时可以发出报警，以供工作人员及时进行维修。

本实施例提供的无刷电机接线状态检测方法，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态并记录，将每次获取的导通电平状态与初始电平状态进行比较，在两者相同的次数超过预设阈值时判定该无刷电机与驱动器的接线正确，进而可以允许无刷电机启动，在相同次数未超过预设阈值时禁止无刷电机启动并报警，通过多次对比判断，提高了检测结果的准确性，避免了因接线错误对无刷电机和驱动器带来的损害。

实施例2

本实施例提供了一种无刷电机接线状态检测装置，可用于无刷电机驱动器，以对无刷电机的接线状态进行检测，如图3所示，包括第一获取模块31、第二获取模块32和记录模块33，各模块功能如下：

第一获取模块31，用于根据位置传感单元的初始电平状态获取无刷电机的转子位置，位置传感单元包括至少两个位置传感器，初始电平状态包括至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态。具体参见实施例1中对步骤S11的详细描述。

第二获取模块32，用于导通转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取位置传感单元的导通电平状态。具体参见实施例1中对步骤S12的详细描述。

记录模块33，用于记录每次获取到的导通电平状态与初始电平状态相同的次数。具体参见实施例1中对步骤S13的详细描述。

上述无刷电机接线状态检测装置，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态，并记录下导通电平状态与位置传感单元的初始电平状态完全相同的次数，以实现对无刷电机接线状态的检测，无需外加电路，节约检测成本。

作为一种优选方案，还包括：判断模块34，用于判断相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，当大于预设阈值时判定接线状态正确。具体参见实施例1中对步骤S14和步骤S15的详细描述。

作为一种优选方案，还包括：禁止模块36，用于当相同的次数与间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，禁止无刷电机启动。警报模块36，用于当相同的次数与间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，发出警报。具体参见实施例1中对步骤S16的详细描述。

本实施例提供的无刷电机接线状态检测装置，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态并记录，将每次获取的导通电平状态与初始电平状态进行比较，在两者相同的次数超过预设阈值时判定该无刷电机与驱动器的接线正确，进而可以允许无刷电机启动，在相同次数未超过预设阈值时禁止无刷电机启动并报警，通过多次对比判断，提高了检测结果的准确性，避免了因接线错误对无刷电机和驱动器带来的损害。

实施例3

本实施例提供了一种无刷电机驱动器40，可对无刷电机的接线状态进行检测，如图4所示，包括如实施例2的无刷电机接线状态检测装置，因此具有与如实施例2的无刷电机接线状态检测装置的所有有益效果。

本实施例提供的无刷电机驱动器40，在无刷电机启动前，根据通电时无刷电机中每个位置传感器的初始电平状态获取转子位置进而导通无刷电机的对应两相，在导通时间内多次获取每个位置传感器对应的位置传感单元的导通电平状态并记录，将每次获取的导通电平状态与初始电平状态进行比较，在两者相同的次数超过预设阈值时判定该无刷电机与驱动器的接线正确，进而可以允许无刷电机启动，在相同次数未超过预设阈值时禁止无刷电机启动并报警，通过多次对比判断，提高了检测结果的准确性，避免了因接线错误对无刷电机和驱动器带来的损害。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种无刷电机接线状态检测方法，其特征在于，包括：

根据位置传感单元的初始电平状态获取所述无刷电机的转子位置，所述位置传感单元包括至少两个位置传感器，所述初始电平状态包括所述至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态；

导通所述转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态；

记录每次获取到的所述导通电平状态与所述初始电平状态相同的次数；

判断所述相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，当大于所述预设阈值时判定接线状态正确。

2.根据权利要求1所述的无刷电机接线状态检测方法，其特征在于，还包括：

当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，禁止所述无刷电机启动。

3.根据权利要求1或2所述的无刷电机接线状态检测方法，其特征在于，还包括：

当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，发出警报。

4.根据权利要求1或2所述的无刷电机接线状态检测方法，其特征在于，所述在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态时，以预设间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态。

5.一种无刷电机接线状态检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于根据位置传感单元的初始电平状态获取所述无刷电机的转子位置，所述位置传感单元包括至少两个位置传感器，所述初始电平状态包括所述至少两个位置传感器在通电时的初始电平状态；

第二获取模块，用于导通所述转子位置对应的两相定子绕组并在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态；

记录模块，用于记录每次获取到的所述导通电平状态与所述初始电平状态相同的次数；

判断模块，用于判断所述相同的次数与间隔获取次数的比值是否大于预设阈值，当大于所述预设阈值时判定接线状态正确。

6.根据权利要求5所述的无刷电机接线状态检测装置，其特征在于，还包括：

禁止模块，用于当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，禁止所述无刷电机启动。

7.根据权利要求5或6所述的无刷电机接线状态检测装置，其特征在于，还包括：

警报模块，用于当所述相同的次数与所述间隔获取次数的比值是小于或等于预设阈值时，发出警报。

8.根据权利要求5或6所述的无刷电机接线状态检测装置，其特征在于，所述在导通期间间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态时，以预设间隔获取所述位置传感单元的导通电平状态。

9.一种无刷电机驱动器，其特征在于，包括如权利要求5至8中任一项所述的无刷电机接线状态检测装置。