CN108599636A - 一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 - Google Patents
一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108599636A CN108599636A CN201810415116.XA CN201810415116A CN108599636A CN 108599636 A CN108599636 A CN 108599636A CN 201810415116 A CN201810415116 A CN 201810415116A CN 108599636 A CN108599636 A CN 108599636A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phase
- igbt
- brshless
- motor
- winding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/12—Monitoring commutation; Providing indication of commutation failure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法，首先将无刷直流电机的A、B、C相电压线分别接入对应的电压采集装置，以A、B、C三相的感生电压波形的跳变沿来触发换相服务中断，若为下降沿，则进入换相服务中断，延迟30电角度后改变相应MOS管及IGBT的状态，实现换相；若为上升沿，则以上升沿为触发，自0开始循环计数，当计数值为2时，进入换相服务中断，延迟30电角度后改变相应MOS管及IGBT的状态，实现换相，并将计数器清零。此种换相方法具有中断服务触发精度高、可靠性好的优点，可在消磁事件的干扰下，抑制无刷直流电机换相误判事件的发生，科学简单地判断换相时刻。
Description
技术领域
本发明涉及无刷直流电机技术领域，尤其涉及一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置。
背景技术
在无刷直流电机方波控制策略中，电机在每个时刻都是两相导通，一相关断。在实际换相过程中，被关断相上存在电感储能而产生续流，从而使该相绕组上产生一个与关断前完全相反的电动势，待该相电感储能消耗完后，该相上的电动势才完全只由绕阻切割磁力线产生，由于电感储能消耗较快，故被关断相的端口电压在跳变沿之前会产生一个电压脉冲，而这个电压脉冲易被单片机误判为换相信号，从而导致提前换相，大大降低了系统的运行效率及控制性能。因此，降低消磁事件的干扰，提高无刷直流电机无传感器精确换相的能力具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置，其可在消磁事件的干扰下，抑制换相误判事件对无刷直流电机正确换相的影响，科学简单地判断换相时刻，实现无刷直流电机的稳定运行。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种无刷直流电机无传感器精确换相装置，用于精确判断无刷直流电机换相的时间，所述装置包括直流电源、三相桥式逆变器、新型绕组、3个电压采集装置及单片机，其中，直流电源与三相桥式逆变器并联，三相桥式逆变器的3个输出端分别与无刷直流电机新型绕组的A相、B相、C相端口对应连接；3个电压采集装置的输入端分别与无刷直流电机新型绕组中A相、B相、C相的端口连接，输出端则分别连接单片机；所述单片机的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的 6个MOS管及新型绕组中3个IGBT的输入端，从而控制相应功率管的导通或关断。
优选的，所述A相新型绕组由第一绕组和第一IGBT串联而成，第一IGBT 的集电极与第一绕组的一端连接，第一IGBT的发射极与新型绕组中性点连接； B相新型绕组由第二绕组和第二IGBT串联而成，第二IGBT的发射极与第二绕组的一端连接，第二IGBT的集电极与新型绕组中性点连接；C相新型绕组由第三绕组和第三IGBT串联而成，第三IGBT的集电极与第三绕组的一端连接，第三IGBT的发射极与新型绕组中性点连接；电阻R的一端引出三条支路，分别与第一IGBT的集电极、第二IGBT的发射极、第三IGBT的集电极连接，电阻R 的另一端与新型绕组中性点连接。
优选的，所述单片机包含有AD采集单元和PWM输出单元，AD采集单元的输入端分别连接3个电压采集装置的输出端，PWM输出单元的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管和新型绕组中3个IGBT的输入端。
优选的，所述的电压采集装置是由放大电路组成，用于将无刷直流电机三相新型绕组端口的高电压转换为低电压以保护所述单片机；所述新型绕组用于加快消耗电机绕组由自感现象产生的电能，缩短各相在被关断时出现电压脉冲的时间。
优选的，所述三相桥式逆变器包含有3条相互并联的支路，每一条支路均包括顺序串联的上MOS管和下MOS管，上、下MOS管之间作为三相桥式逆变器的输出端，且每个上、下MOS管均反向并联1个二极管。
一种无刷直流电机无传感器精确换相方法，包括如下步骤：
步骤一、将无刷直流电机的A、B、C相电压线分别接入对应的电压采集装置，定义计数器初值为0；
步骤二、以A、B、C三相感生电压波形的上升沿和下降沿为触发进入中断，当检测到A、B、C三相的感生电压波形的下降沿，则立即进入中断，延迟30 电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管及新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；当检测到A、B、C三相的感生电压波形的上升沿，则以上升沿为触发，自0开始计数，当计数值不为2时，系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，当计数到2时，将计数值清0，延迟30电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管及新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；
步骤三、系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，收到触发信号则继续进行步骤二。
优选的，所述步骤二中，计数器为加一计数器。
优选的，所述步骤二中，延迟30电角度所用的时间随无刷直流电机转速的变化而变化。
优选的，所述步骤二中，所述三相桥式逆变器三相中任一相对应的桥臂中只要有1个MOS管导通，该相新型绕组中的IGBT就导通，否则关断。
采用上述方案后，本发明操作简单快速并且有效，通过引入中断服务概念，有效避开消磁事件的干扰，精确判断换相时刻，抑制无刷直流电机换相误判事件的发生，实现无刷直流电机的稳定运行，系统精度高且可靠性好。
与现有技术相比，本发明的技术方案的优点和有益效果主要是：
(1)本发明技术方案中的一种无刷直流电机无传感器精确换相的装置，通过引入新型绕组，缩短了各相在被关断时出现电压脉冲的时间，帮助了本发明技术方案中的一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法的有效实现，提高了无刷直流电机的运行效率和稳定性。
(2)通过引入中断服务概念，完全避免了电压脉冲信号对正确识别电压换相所需的上升跳变沿的影响。
(3)本发明结构简单，成本低，安全可靠，易于安装，有效提高无传感器无刷直流电机换相的可靠性。
附图说明
图1是本发明的实现装置结构图；
图2是本发明的方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种无刷直流电机无传感器精确换相的装置，用于精确判断无刷直流电机换相的时间，用于精确判断无刷直流电机换相的时间，所述装置包括直流电源、三相桥式逆变器、新型绕组、3个电压采集装置及单片机，其中，直流电源与三相桥式逆变器并联，三相桥式逆变器的3个输出端分别与无刷直流电机新型绕组的A相、B相、C相端口对应连接；3个电压采集装置的输入端分别与无刷直流电机新型绕组中A相、B相、C相的端口连接，输出端则分别连接单片机；所述单片机的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管及新型绕组中3个IGBT的输入端，从而控制相应功率管的导通或关断。
其中，所述A相新型绕组由第一绕组1和第一IGBT1串联而成，第一IGBT1 的集电极与第一绕组1的一端连接，第一IGBT1的发射极与新型绕组中性点连接；B相新型绕组由第二绕组2和第二IGBT2串联而成，第二IGBT2的发射极与第二绕组2的一端连接，第二IGBT2的集电极与新型绕组中性点连接；C相新型绕组由第三绕组3和第三IGBT3串联而成，第三IGBT3的集电极与第三绕组3的一端连接，第三IGBT3的发射极与新型绕组中性点连接；电阻R的一端引出三条支路，分别与第一IGBT1的集电极、第二IGBT2的发射极、第三IGBT3 的集电极连接，电阻R的另一端与新型绕组中性点连接。
所述单片机包含有AD采集单元和PWM输出单元，AD采集单元的输入端分别连接3个电压采集装置的输出端，PWM输出单元的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管和新型绕组中3个IGBT的输入端。所述的电压采集装置是由放大电路组成，用于将无刷直流电机三相新型绕组端口的高电压转换为低电压以保护所述单片机；所述新型绕组用于加快消耗电机绕组由自感现象产生的电能，缩短各相在被关断时出现电压脉冲的时间。所述三相桥式逆变器包含有3条相互并联的支路，每一条支路均包括顺序串联的上MOS管和下MOS管，上、下MOS管之间作为三相桥式逆变器的输出端，且每个上、下MOS管均反向并联1个二极管。
如图1所示，直流电源与三相桥式逆变器并联，三相桥式逆变器的3个输出端与无刷直流电机的三相绕组对应连接，为了便于描述，设三相桥式逆变器的三个输出端编号为21、22、23，对应连接无刷直流电机新型绕组的A相、B相、C 相的端口；3个电压采集装置的输入端分别与无刷直流电机三相绕组的端口连接，设3个电压采集装置51、52、53的输入端分别连接无刷直流电机新型绕组A相、 B相、C相的端口，3个电压采集装置的输出端则分别连接单片机；所述单片机的9个输出端分别连接IGBT1、IGBT2、IGBT3、VT1、VT2、VT3、VT4、VT5及VT6的输入端，从而控制相应功率管的导通或关断。
基于以上装置，配合图2所示，本发明还提供一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法，包括如下步骤：
步骤一、将无刷直流电机的A、B、C相电压线分别接入电压采集装置51、 52、3的输入端，定义计数器初值为0；
步骤二、以A、B、C三相感生电压波形的上升沿和下降沿为触发进入中断。当检测到A、B、C三相的感生电压波形的下降沿，则立即进入中断，延迟30 电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管和新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；当检测到A、B、C三相的感生电压波形的上升沿，则以上升沿为触发，自0开始计数，当计数值不为2时，系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，当计数到2时，将计数值清0，延迟30电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管和新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；
步骤三、系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，收到触发信号则继续进行步骤二。
综合上述，本发明操作简单快速并且有效，通过引入中断服务概念，有效避开消磁事件的干扰，精确判断换相时刻，抑制换相误判事件对无刷直流电机正确换相的影响，实现无刷直流电机的稳定运行，系统精度高且可靠性好。
在本实施例中，控制器的PWM输出单元输出高电平时，所述IGBT1、IGBT2、 IGBT3、VT1、VT2、VT3、VT4、VT5及VT6导通，控制器的PWM输出单元输出低电平时，所述IGBT1、IGBT2、IGBT3、VT1、VT2、VT3、VT4、VT5 及VT6关断。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (9)
1.一种无刷直流电机无传感器精确换相装置，用于精确判断无刷直流电机换相的时间，其特征在于：所述装置包括直流电源、三相桥式逆变器、新型绕组、3个电压采集装置及单片机，其中，直流电源与三相桥式逆变器并联，三相桥式逆变器的3个输出端分别与无刷直流电机新型绕组的A相、B相、C相端口对应连接；3个电压采集装置的输入端分别与无刷直流电机新型绕组中A相、B相、C相的端口连接，输出端则分别连接单片机；所述单片机的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管及新型绕组中3个IGBT的输入端，从而控制相应功率管的导通或关断。
2.如权利要求1所述的无刷直流电机无传感器精确换相装置，其特征在于：所述A相新型绕组由第一绕组和第一IGBT串联而成，第一IGBT的集电极与第一绕组的一端连接，第一IGBT的发射极与新型绕组中性点连接；B相新型绕组由第二绕组和第二IGBT串联而成，第二IGBT的发射极与第二绕组的一端连接，第二IGBT的集电极与新型绕组中性点连接；C相新型绕组由第三绕组和第三IGBT串联而成，第三IGBT的集电极与第三绕组的一端连接，第三IGBT的发射极与新型绕组中性点连接；电阻R的一端引出三条支路，分别与第一IGBT的集电极、第二IGBT的发射极、第三IGBT的集电极连接，电阻R的另一端与新型绕组中性点连接。
3.如权利要求2所述的无刷直流电机无传感器精确换相装置，其特征在于：所述单片机包含有AD采集单元和PWM输出单元，AD采集单元的输入端分别连接3个电压采集装置的输出端，PWM输出单元的9个输出端分别连接三相桥式逆变器的6个MOS管和新型绕组中3个IGBT的输入端。
4.如权利要求3所述的无刷直流电机无传感器精确换相装置，其特征在于：所述的电压采集装置是由放大电路组成，用于将无刷直流电机三相新型绕组端口的高电压转换为低电压以保护所述单片机；所述新型绕组用于加快消耗电机绕组由自感现象产生的电能，缩短各相在被关断时出现电压脉冲的时间。
5.如权利要求4所述的无刷直流电机无传感器精确换相装置，其特征在于：所述三相桥式逆变器包含有3条相互并联的支路，每一条支路均包括顺序串联的上MOS管和下MOS管，上、下MOS管之间作为三相桥式逆变器的输出端，且每个上、下MOS管均反向并联1个二极管。
6.如权利要求5所述无刷直流电机无传感器精确换相装置的换相方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、将无刷直流电机的A、B、C相电压线分别接入对应的电压采集装置，定义计数器初值为0；
步骤二、以A、B、C三相感生电压波形的上升沿和下降沿为触发进入中断，当检测到A、B、C三相的感生电压波形的下降沿，则立即进入中断，延迟30电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管及新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；当检测到A、B、C三相的感生电压波形的上升沿，则以上升沿为触发，自0开始计数，当计数值不为2时，系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，当计数到2时，将计数值清0，延迟30电角度后改变三相桥式逆变器中相应MOS管及新型绕组中相应IGBT的状态，实现所需换相；
步骤三、系统继续等待A、B、C三相感生电压跳变沿，收到触发信号则继续进行步骤二。
7.如权利要求6所述的无刷直流电机无传感器精确换相的方法，其特征在于：所述步骤二中，计数器为加一计数器。
8.如权利要求6所述的无刷直流电机无传感器精确换相方法，其特征在于：所述步骤二中，延迟30电角度所用的时间随无刷直流电机转速的变化而变化。
9.如权利要求5所述的无刷直流电机无传感器精确换相方法，其特征在于：所述步骤二中，所述三相桥式逆变器三相中任一相对应的桥臂中只要有1个MOS管导通，该相新型绕组中的IGBT就导通，否则关断。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810415116.XA CN108599636A (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810415116.XA CN108599636A (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108599636A true CN108599636A (zh) | 2018-09-28 |
Family
ID=63620545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810415116.XA Pending CN108599636A (zh) | 2018-05-03 | 2018-05-03 | 一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108599636A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110299876A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-01 | 西北工业大学 | 一种提高无刷直流电机换相准确度的控制方法 |
| CN111478629A (zh) * | 2019-01-23 | 2020-07-31 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 永磁无刷直流电机的位置检测方法、装置和电器设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106505918A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 四川英杰电气股份有限公司 | 一种无刷直流电机位置检测方法及系统 |
-
2018
- 2018-05-03 CN CN201810415116.XA patent/CN108599636A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106505918A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 四川英杰电气股份有限公司 | 一种无刷直流电机位置检测方法及系统 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111478629A (zh) * | 2019-01-23 | 2020-07-31 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 永磁无刷直流电机的位置检测方法、装置和电器设备 |
| CN111478629B (zh) * | 2019-01-23 | 2022-03-22 | 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 | 永磁无刷直流电机的位置检测方法、装置和电器设备 |
| CN110299876A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-10-01 | 西北工业大学 | 一种提高无刷直流电机换相准确度的控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8947838B2 (en) | Overcurrent fault detection device for electrical drive control system | |
| US8373293B2 (en) | Protection system of a doubly-fed induction machine | |
| CN104767429B (zh) | 无刷直流电机功率逆变器上电自检装置及自检方法 | |
| CN101789737B (zh) | 无刷直流电机电磁转矩脉动抑制方法及装置 | |
| EP2473863A1 (en) | Open phase detection system and method for three-phase motor | |
| AU2013377628B2 (en) | Node energy diagnosis method for fault of switched reluctance motor double-switch power converter | |
| CN103091598A (zh) | 开关磁阻电机双开关功率变换器续流二极管故障诊断方法 | |
| CN110806548A (zh) | 电机逆变器的故障检测电路及方法 | |
| CN203674694U (zh) | 一种变频器的逐波限流保护电路 | |
| CN108414880A (zh) | 一种用于变频器启动前相间短路检测方法 | |
| CN110233566A (zh) | 驱动控制电路和家电设备 | |
| CN108023335A (zh) | 应用设备、电机装置及其电机驱动集成电路 | |
| CN109188271B (zh) | 一种四相电励磁双凸极电机系统及其功率管单管开路故障检测方法 | |
| CN105915130B (zh) | 一种泵用无位置传感器永磁电机的控制方法及其装置 | |
| CN110233564A (zh) | 驱动控制电路和家电设备 | |
| CN108599636A (zh) | 一种无刷直流电机无传感器精确换相的方法及装置 | |
| CN104767176A (zh) | 一种无刷直流电机峰值电流的单周期检测与保护方法 | |
| US9692293B2 (en) | Power conversion circuit having fault protection and voltage balance functions | |
| CN102012454B (zh) | 永磁直流无刷无霍尔电机反电动势的过零检测方法及装置 | |
| CN204405726U (zh) | 电机相电流过流检测及过流故障输出电路 | |
| CN104166083A (zh) | Igbt反向并联二极管的故障检测方法及装置 | |
| CN110176880A (zh) | 一种电励磁双凸极电机转子位置自检测装置及检测方法 | |
| CN106300558B (zh) | 一种电瓶夹 | |
| CN103606328B (zh) | 无刷直流电机霍尔信号与转子位置关系自学习方法 | |
| CN108540022A (zh) | 一种抑制无刷直流电机无传感器换相误判的方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180928 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |