CN109546902B - 一种功率逆变器换相控制方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种功率逆变器换相控制方法与装置，涉及无刷直流电机技术领域。通过在第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号，然后依据第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号预估第三霍尔传感器的有效信号，并且控制功率逆变器按照预估的第三霍尔传感器的有效信号进行换相。本发明提供的功率逆变器换相控制方法与装置具有系统工作的稳定性更高的效果。
Description
技术领域
本发明涉及无刷直流电机技术领域，具体而言，涉及一种功率逆变器换相控制方法与装置。
背景技术
无刷直流电机区别于采用机械换相机构(电刷)的有刷电机，采用电子换相器(功率逆变器)，将直流电能逆变为三相交流电能；三相交流电能合成矢量作用在电机电枢绕组上，对时间积累产生拖动电机永磁体转子旋转运动的驱动磁场；驱动磁场方向必须与转子永磁体主磁场方向相匹配，因此直接或间接地检测转子主磁极是无刷直流电机拖动技术的关键。
霍尔传感器作为无刷直流电机转子主磁极的一种直接检测手段，相比较于光电编码器、旋转变压器、和利用电机自身动态参数的无传感器间接检测手段，以其环境耐受性好、开发成本低、控制策略复杂性低等优势，在诸多场合有着广泛的应用。
在通过霍尔信号检测转子位置的无刷直流电机及其控制器系统中，为避免霍尔信号错误引起电机或控制器故障，通常的方法是通过判断当前检测到的霍尔信号与预期值是否相等确定霍尔信号的有效性，在霍尔信号失效时采取应急措施，例如关闭功率逆变器。
然而，在通过霍尔信号检测转子位置的无刷直流电机及其控制器系统中，当霍尔信号错误模式未知，或三路霍尔信号均不可靠时，上述霍尔信号错误处置方法能够有效地保护电机和控制器；但如果霍尔信号出现偶发性错误，或霍尔信号错误模式有规律可循时，上述方法却使得系统的工作稳定性降低，易受干扰而停止工作。
有鉴于此，如何解决上述问题是本领域技术人员关注的重点。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种功率逆变器换相控制方法，以解决现有技术中系统的工作稳定性降低，易受干扰而停止工作的问题。
本发明的另一目的在于提供一种功率逆变器换相控制方法，以解决现有技术中系统的工作稳定性降低，易受干扰而停止工作的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
一方面，本发明实施例提供了一种功率逆变器换相控制方法，应用于无刷直流电机控制系统，所述系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，所述功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，所述功率逆变器换相控制方法包括：
当所述第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号；
依据所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号预估所述第三霍尔传感器的有效信号；
当预估的所述第三霍尔传感器的有效信号与所述当前信号不相等时，控制所述功率逆变器按照预估的所述第三霍尔传感器的有效信号进行换相。
另一方面，本发明实施例还提供了一种功率逆变器换相控制装置，应用于无刷直流电机控制系统，所述系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，所述功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，所述功率逆变器换相控制装置包括：
信号获取单元，用于当所述第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号；
信号预估单元，用于依据所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号预估所述第三霍尔传感器的有效信号；
换相控制单元，用于当预估的所述第三霍尔传感器的有效信号与所述当前信号不相等时，控制所述功率逆变器按照预估的所述第三霍尔传感器的有效信号进行换相。
相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种功率逆变器换相控制方法与装置，应用于无刷直流电机控制系统，该系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，通过在第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号，然后依据第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号预估第三霍尔传感器的有效信号，并且控制功率逆变器按照预估的第三霍尔传感器的有效信号进行换相。通过本发明提供的功率逆变器换相控制方法与装置，能够在三路霍尔信号中某一路失效的状况下，利用其余两路可靠信号对失效霍尔信号进行预估，从而得到第三路霍尔传感器的有效信号，保证了功率逆变器可靠换相，从而使系统不受影响继续工作，系统工作的稳定性更高。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本发明实施例提供的功率逆变器换相控制方法的流程图。
图2示出了本发明实施例提供的无刷直流电机控制系统的模块示意图。
图3示出了本发明实施例提供的换相控制虚拟状态机的换相图。
图4示出了本发明实施例提供的图1中步骤S12的子步骤的流程图。
图5示出了本发明实施例提供的图4中步骤S121的子步骤的流程图。
图6示出了本发明实施例提供的图4中步骤S121的另一种子步骤的流程图。
图7示出了本发明实施例提供的第三霍尔传感器翻转位置预估离散时间域模型。
图8示出了本发明实施例提供的功率逆变器换相控制装置的模块示意图。
图9示出了本发明实施例提供的信号预估单元的的子模块示意图。
图标：100-无刷直流电机控制系统；110-第一霍尔传感器；120- 第二霍尔传感器；130-第三霍尔传感器；140-无刷直流电机；150- 电机控制器；160-功率逆变器；170-动力电源；180-上位机；200- 功率逆变器换相控制装置；210-信号获取单元；220-信号预估单元；221-斩波个数获取模块；222-估算模块；230-换相控制单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以是两个元件内部的连通。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。下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，本方明实施例提供一种功率逆变器160换相控制方法，该功率逆变器160换相控制方法应用于无刷直流电机140控制系统100，其中，请参阅图2，无刷直流电机140控制系统100 包括第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120、第三霍尔传感器 130、无刷直流电机140、电机控制器150、功率逆变器160、上位机180以及动力电源170，其中，电机控制器150分别与第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120、第三霍尔传感器130、功率逆变器160、上位机180电连接，且功率逆变器160分别与动力电源170 与无刷直流电机140电连接。
其中，上位机180为是人机交互终端，用户能够通过上位机180 下发目标转速至电机控制器150，且控制器，电机控制器150根据第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120、第三霍尔传感器130 反馈的信号控制功率逆变器160的斩波方式及占空比，以将动力电源170提供的直流电源逆变为与电机转子位置相适应的频率、幅值动态变化的三相交流电能。同时，无刷直流电机140通过三个霍尔传感器向电机控制器150实时反馈转子位置，在电机控制器150输出的三相交流电能驱动下调速运行，最终达到控制器上位机180下发的目标转速。
但是，在实际的使用过程中，可能出现第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120以及第三霍尔传感器130的三路霍尔信号中其中的其中一路失效的情况，因此，本发明实施例提供的功率逆变器 160换相控制方法能够实现在三路霍尔信号中其中的其中一路失效时，利用其它两路有效信号对失效的霍尔信号进行预估，进而不会影响系统的正常运行，增强了系统的容错率。
具体的，该功率逆变器160换相控制方法包括：
步骤S11，当所述第三霍尔传感器130的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器110与所述第二霍尔传感器120的有效信号。
在本实施例中，三个霍尔传感器分别检测无刷直流电机140的三个相路的信号，其中，无刷直流电机140包括U、V、W三个相路，并且，第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120以及第三霍尔传感器130获取的无刷直流电机140的相路信号并不做限定，例如，第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120以及第三霍尔传感器130分别获取U、V、W三个相路的信号，或者第一霍尔传感器 110、第二霍尔传感器120以及第三霍尔传感器130分别获取W、V、 U三个相路的信号。
当其中任意一霍尔传感器处于错误模式时，电机控制器150均能获取另外两个霍尔传感器的有效信号，例如当第三霍尔传感器 130的当前信号处于错误模式时，电机控制器150会获取第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120的有效信号。
其中，本实施例所述的错误模式指霍尔信号出现偶发性错误，或霍尔信号错误模式有规律可循的错误，例如，对于锁存型的霍尔传感器，其输出信号电平由其所检测磁场和自身滞环阈值决定，自身阈值不够或大电流磁场干扰往往使得传感器在临界点产生错误跳变，当出现错误跳变时，该霍尔传感器即处于错误模式。在出现错误跳变时，电机控制器150会误认为电机转子位置所在磁矢量空间发生相位变化，功率逆变器160根据错误的转子位置进行换相，输出的交变电能产生劣质的驱动磁场，进而影响电机工作性能和可靠性。
同时，本实施例所述的有效信号为在正常工作状态下获取的第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120信号，其包括但不限于翻转点等信号。对应的，无效信号指在错误模式下获取的第三霍尔传感器130的信号。
具体的，功率逆变器160换相由软件虚拟状态机控制，请参阅图 3，Phs_I、Phs_II、Phs_III、Phs_IV、Phs_V、Phs_VI是状态变量的取值范围，分别对应6个矢量空间相位，其中，每个矢量空间相位在磁矢量空间极坐标系中对应60°。
电机控制器150能够控制功率逆变器160的斩波模式；状态变量的初始值由电机控制器150上电时刻检测到的电机转子位置决定，例如，矢量空间角度与矢量空间相位的对应关系为，在矢量空间角度为 30°-90°时矢量空间相位为Phs_II，在90°-150°时，矢量空间相位为Phs_III，以此类推。
进一步的，矢量空间相位II和III之间、III和IV之间、V和VI 之间、VI和I之间的四次换相直接由第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120的翻转点决定，矢量空间相位I和II之间、IV和V之间的两次换相由第三霍尔传感器130处于有效模式下的翻转点决定，然而由于其出现了错误跳变等错误信号，因此电机控制器150需根据第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120的有效信号预估第三霍尔传感器130的翻转点。
步骤S12，依据所述第一霍尔传感器110与所述第二霍尔传感器120的有效信号预估所述第三霍尔传感器130的有效信号。
在本实施例中，电机控制器150能够依据获取的第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120的有效信号，并依据该有效信号预估出若第三霍尔传感器130在没有处于错误模式时的有效信号。
具体的，请参阅图4，步骤S12包括：
子步骤S121，获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160 的斩波个数。
在本实施例中，通过“换相控制虚拟状态机”、“基于第一霍尔传感器110与第二霍尔传感器120的电机转速检测”以及“预估第三霍尔传感器130的翻转点换相”的步骤实现预估第三霍尔传感器 130的有效信号，其中，换相控制虚拟状态机指在不同的矢量空间相位之间的换相操作，由第一霍尔传感器110、第二霍尔传感器120 或第三霍尔传感器130中的某一个霍尔传感器的翻转点决定。例如，本实施提供的矢量空间相位I和II之间、IV和V之间的两次换相由霍尔C的预估翻转点决定。
并且，电机转速度由在一个矢量空间相位内的功率逆变器160 的斩波个数决定，其与功率逆变器160斩波频率有关。其中，功率逆变器160中包括逆变电路，必变电路包括六个开关管，电机控制器150通过控制六个开关管不断的闭合或断开，组成不同的回路，进而将直流电源逆变成三相电源为无刷直流电机140供电。本实施例所述的斩波个数，即功率逆变器160中开关管闭合或断开的次数，功率逆变器160斩波频率即表示电机控制器150控制功率逆变器 160的开关管的闭合或断开状态变化的快慢。
因此，本实施例需要通过第一霍尔传感器110或第二霍尔传感器120的各自跳变沿之间的斩波个数确定处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，即矢量空间极坐标系60°内的斩波个数。
具体地，请参阅图5，子步骤S121包括：
子步骤S1211，判断第一霍尔传感器110在跳变沿之间的斩波个数是否发生变化，如果是，则执行子步骤S1212，如果否，则执行子步骤S1214。
子步骤S1212，获取第一计数器的值作为矢量空间极坐标系 180°内的斩波个数，并对第一计数器清零。
子步骤S1213，控制第一计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nA) /6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数， n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，nA表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
子步骤S1214，通过第一计数器对斩波个数进行累加。
请参阅图6子步骤S121还包括：
子步骤S1215，判断第二霍尔传感器120在跳变沿之间的斩波个数是否发生变化，如果是，则执行子步骤S1216，如果否，则执行子步骤S1218。
子步骤S1216，获取第二计数器的值作为矢量空间极坐标系 180°内的斩波个数，并对第二计数器清零。
子步骤S1217，控制第二计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nB) /6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数， n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，nB表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
子步骤S1218，通过第二计数器对斩波个数进行累加。
需要说明的是，在本实施例中，电机控制器会选择性执行子步骤S1211-子步骤S1214或子步骤S1215-子步骤S1218。
子步骤S122，依据公式
估算所述第三霍尔传感器130处于有效信号时与上一个所述第一霍尔传感器110或第二翻转点之间间隔的斩波个数。
其中，n*表示第三霍尔传感器130与上一个所述第一霍尔传感器110或第二翻转点之间间隔的斩波个数，fchop表示功率逆变器160 斩波频率，NPP表示是电机极对数，ω是电机转速，n表示一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，N是FIR低通滑窗滤波器的宽度，△n表示与上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数的差值。
其中，第三霍尔传感器130翻转位置预估算法的离散时间域模型如图7所示。
步骤S13，控制所述功率逆变器160按照预估的所述第三霍尔传感器130的有效信号进行换相。
在预估第三霍尔传感器130的有效信号后，控制器即可按照该第三霍尔传感器130上的翻转点进行换相。从而可以使整个系统不受影响继续工作而不是关闭功率逆变器160并停止工作，系统的工作稳定性更高。
第二实施例
请参阅图8，本发明实施例提供了一种功率逆变器160换相控制装置的功能单元示意图。需要说明的是，本实施例所提供的功率逆变器160换相控制装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本发明实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。功率逆变器160换相控制装置包括：
信号获取单元210，用于当所述第三霍尔传感器130的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器110与所述第二霍尔传感器120的有效信号。
可以理解地，通过信号获取单元210可执行步骤S11。
信号预估单元220，用于依据所述第一霍尔传感器110与所述第二霍尔传感器120的有效信号预估所述第三霍尔传感器130的有效信号。
可以理解地，通过信号预估单元220可执行步骤S12。
其中，请参阅图9，信号预估单元220包括：
斩波个数获取模块221，用于获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数。
可以理解地，通过斩波个数获取模块221可执行子步骤S121。
其中，斩波个数获取模块221用于判断第一霍尔传感器110在跳变沿之间的斩波个数是否发生变化，且在第一计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数，并控制第一计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nA)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，nA表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。或者通过第一计数器对处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160 的斩波个数进行累加。
其中，斩波个数获取模块221还用于判断第二霍尔传感器120 在跳变沿之间的斩波个数是否发生变化，且在第二计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数，并控制第二计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nB)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，nB表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。或者通过第二计数器对处于一个矢量空间相位内的功率逆变器 160的斩波个数进行累加。
可以理解地，通过斩波个数获取模块221可执行子步骤S1211- 子步骤S1218。
估算模块222，用于依据公式
估算所述第三霍尔传感器130处于有效信号时与上一个所述第一霍尔传感器110或第二翻转点之间间隔的斩波个数，其中，n*表示第三霍尔传感器130与上一个所述第一霍尔传感器110或第二翻转点之间间隔的斩波个数，fchop表示功率逆变器160斩波频率，NPP表示是电机极对数，ω是电机转速，n表示一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数，N是FIR低通滑窗滤波器的宽度，△n表示与上一个矢量空间相位内的功率逆变器160的斩波个数的差值。
可以理解地，通过估算模块222可执行子步骤S122。
换相控制单元230，用于控制所述功率逆变器160按照预估的所述第三霍尔传感器130的有效信号进行换相。
可以理解地，通过换相控制单元230可执行步骤S13。
综上所述，本发明提供了一种功率逆变器换相控制方法与装置，应用于无刷直流电机控制系统，该系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，通过在第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号，然后依据第一霍尔传感器与第二霍尔传感器的有效信号预估第三霍尔传感器的有效信号，并且控制功率逆变器按照预估的第三霍尔传感器的有效信号进行换相。通过本发明提供的功率逆变器换相控制方法与装置，能够在三路霍尔信号中某一路失效的状况下，利用其余两路可靠信号对失效霍尔信号进行预估，从而得到第三路霍尔传感器的有效信号，保证了功率逆变器可靠换相，从而使系统不受影响继续工作，系统工作的稳定性更高。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
Claims (8)
1.一种功率逆变器换相控制方法，其特征在于，应用于无刷直流电机控制系统，所述系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，所述功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，所述功率逆变器换相控制方法包括：
当所述第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号；
依据所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号预估所述第三霍尔传感器的有效信号；
控制所述功率逆变器按照预估的所述第三霍尔传感器的有效信号进行换相；其中，
所述第三霍尔传感器的有效信号包括所述第三霍尔传感器与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，所述依据所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号预估所述第三霍尔传感器的有效信号的步骤包括：
获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数；
依据公式
估算所述第三霍尔传感器处于有效信号时与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，其中，n*表示第三霍尔传感器与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，fchop表示功率逆变器斩波频率，NPP表示是电机极对数，ω是电机转速，n表示一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，N是FIR低通滑窗滤波器的宽度，△n表示与上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数的差值。
2.如权利要求1所述的功率逆变器换相控制方法，其特征在于，所述获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数的步骤包括：
当所述第一霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数发生变化时，通过第一计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数；
控制第一计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nA)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，nA表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
3.如权利要求1所述的功率逆变器换相控制方法，其特征在于，所述获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数的步骤包括：
当所述第一霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数没有变化时，通过第一计数器对处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数进行累加。
4.如权利要求1所述的功率逆变器换相控制方法，其特征在于，所述获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数的步骤包括：
当所述第二霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数发生变化时，通过第二计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数；
控制第二计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nB)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，nB表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
5.一种功率逆变器换相控制装置，其特征在于，应用于无刷直流电机控制系统，所述系统包括第一霍尔传感器、第二霍尔传感器以及第三霍尔传感器、以及的功率逆变器，所述功率逆变器用于将直流电转变为三相交流电，所述功率逆变器换相控制装置包括：
信号获取单元，用于当所述第三霍尔传感器的当前信号处于错误模式时，获取所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号；
信号预估单元，用于依据所述第一霍尔传感器与所述第二霍尔传感器的有效信号预估所述第三霍尔传感器的有效信号；
换相控制单元，用于控制所述功率逆变器按照预估的所述第三霍尔传感器的有效信号进行换相；其中，
所述第三霍尔传感器的有效信号包括所述第三霍尔传感器与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，所述信号预估单元包括：
斩波个数获取模块，用于获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数；
估算模块，用于依据公式
估算所述第三霍尔传感器处于有效信号时与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，其中，n*表示第三霍尔传感器与上一个所述第一霍尔传感器或第二翻转点之间间隔的斩波个数，fchop表示功率逆变器斩波频率，NPP表示是电机极对数，ω是电机转速，n表示一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，N是FIR低通滑窗滤波器的宽度，△n表示与上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数的差值。
6.如权利要求5所述的功率逆变器换相控制装置，其特征在于，所述斩波个数获取模块用于当所述第一霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数发生变化时，通过第一计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数；
并控制第一计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nA)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，nA表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
7.如权利要求5所述的功率逆变器换相控制装置，其特征在于，所述斩波个数获取模块还用于当所述第一霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数没有变化时，通过第一计数器对处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数进行累加。
8.如权利要求5所述的功率逆变器换相控制装置，其特征在于，所述斩波个数获取模块还用于当所述第二霍尔传感器在跳变沿之间的斩波个数发生变化时，通过第二计数器对矢量空间极坐标系180°内的斩波个数进行计数；
并控制第二计数器清零且并依据公式n＝(n1x3+nB)/6获取处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，其中，n表示处于一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，n1表示上一个矢量空间相位内的功率逆变器的斩波个数，nB表示矢量空间极坐标系180°内的斩波个数。
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| CN201811651474.7A CN109546902B (zh) | 2018-12-31 | 2018-12-31 | 一种功率逆变器换相控制方法与装置 |
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| 《无刷直流电机转子位置传感器故障诊断及容错策略》;李自成等;《微电机》;20140430;第47卷(第4期);全文 * |
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