CN110829950A - 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法 - Google Patents

一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110829950A
CN110829950A CN201911105422.4A CN201911105422A CN110829950A CN 110829950 A CN110829950 A CN 110829950A CN 201911105422 A CN201911105422 A CN 201911105422A CN 110829950 A CN110829950 A CN 110829950A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
phase
position sensor
signal
detection circuit
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
Application number
CN201911105422.4A
Other languages
English (en)
Inventor
董瑢
陈欣
董红赞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Electric Tool Research Institute (group) Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Electric Tool Research Institute (group) Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Electric Tool Research Institute (group) Co Ltd filed Critical Shanghai Electric Tool Research Institute (group) Co Ltd
Priority to CN201911105422.4A priority Critical patent/CN110829950A/zh
Publication of CN110829950A publication Critical patent/CN110829950A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
    • H02P29/0243—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being a broken phase
    • 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
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法。所述线路包括三相直流无刷电机，三相直流无刷电机连接MCU控制单元；三相直流无刷电机与三相逆变器之间的电路接有电机反电势信号检测电路；三相直流无刷电机的一侧设有位置传感器，位置传感器与位置传感器信号处理电路连接；MCU控制单元通过位置信号选择电路连接。MCU控制单元通过对比位置传感器处理电路与电机反电势信号检测电路的两个信号的相位选择连接电路，并根据给定的速度信号控制三相直流无刷电机。本发明在无刷直流电机的位置传感器损坏时，无刷电机无法工作。采用一种增强型位置检测方法，可以在电机传感器故障时，电机仍可以高效工作。

Description

一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法
技术领域
本发明涉及一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法，属于电动工具技术领域。
背景技术
目前电动工具市场上，手持式无刷锂电工具每年保持30％的增长。电动工具工作的环境比较恶劣，其中控制器的损坏率比较高。控制器的一种典型故障损坏，就是位置检测的位置传感器故障，导致电机无法工作。
此外，由于电机本体的浸漆烘干工艺，可能导致电机端板形变。从而导致电机位置传感器采集信号有偏差，最终导致电机工作效率的偏差。
实际使用中，电动工具工作产生铁屑，粉尘，震动，高温等都会损坏电机传感器，降低了电机的工作寿命。传感器的安装也会产生偏差，降低了电机工作效率，导致单个电池包有效工作时间变短。这些都影响了客户使用体验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何减小因hall偏差导致电机工作效率的偏差；解决电机因位置传感器故障导致电机不工作，增强电机的鲁棒性。
为了解决上述问题，本发明提供了一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路，包括三相直流无刷电机，其特征在于，所述三相直流无刷电机通过三相逆变器连接MCU控制单元，MCU控制单元用于接收给定的速度信号；三相直流无刷电机与三相逆变器之间的电路接有电机反电势信号检测电路；三相直流无刷电机的一侧设有位置传感器，位置传感器与位置传感器信号处理电路连接；MCU控制单元通过位置信号选择电路与位置传感器信号处理电路/电机反电势信号检测电路连接。
优选地，所述MCU控制单元包括与三相逆变器连接的速度计算模块，三相PWM换相模块及电流控制模块；速度计算模块用于计算电机转速，通过PI调节器，将转速控制转化为电流控制；电流控制模块通过PI调节器转化为三相PWM换相输出控制。
优选地，所述位置传感器与三相直流无刷电机焊接成整体，位置传感器信号输出给位置传感器处理电路，电机反电势信号检测电路检测到的电机位置信号、位置传感器处理电路和电机反电势信号检测电路将相关信号输入给位置信号选择电路，给定的速度信号和位置信号选择电路将信号输入给MCU控制单元，MCU控制单元再将信号输出给三相逆变器，三相逆变器输出控制三相直流无刷电机。
本发明还提供了一种电动工具用无刷电机位置增强检测方法，其特征在于，采用上述电动工具用无刷电机位置增强检测线路，当给定速度时，三相直流无刷电机启动，位置传感器的信号由位置传感器处理电路进行处理，然后输出给位置信号选择电路；MCU控制单元先检查位置信号，当位置信号没有故障，MCU控制单元根据给定的速度信号来控制三相逆变器输出，驱动三相直流无刷电机的三相绕组电压和导通顺序；
当位置信号有故障时，MCU控制单元输出故障报警信息，同时位置信号选择电路切换到电机反电势信号检测电路，MCU控制单元随即检测电机反电势信号，驱动三相直流无刷电机的三相绕组电压和导通顺序；
当位置传感器的信号无故障且三相直流无刷电机正常启动后，MCU控制单元控制位置信号选择电路输入电机反电势信号检测电路，对比位置传感器的信和电机反电势信号两个信号的相位差；如果没有相位误差，则认为位置传感器安装没有误差，位置信号选择电路切换到位置传感器处理电路；如果两个信号的相位有误差，则认为位置传感器安装有误差，位置信号选择电路切换到电机反电势信号检测电路。
本发明在无刷直流电机的位置传感器损坏时，无刷电机无法工作。采用一种增强型位置检测方法，可以在电机传感器故障时，电机仍可以高效工作。
附图说明
图1为本发明提供的电动工具用无刷电机位置增强检测线路的示意图；
图2为本发明提供的电动工具用无刷电机位置增强检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1所示，为本实施例提供的一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路，三相直流无刷电机1通过三相逆变器2连接MCU控制单元3，MCU控制单元3用于接收给定的速度信号8；三相直流无刷电机1与三相逆变器2之间的电路接有电机反电势信号检测电路6；三相直流无刷电机1的一侧设有位置传感器4，位置传感器4与位置传感器信号处理电路5连接；MCU控制单元3通过位置信号选择电路7与位置传感器信号处理电路5/电机反电势信号检测电路6连接。电机反电势信号检测电路6通过过零点检测电路61连接位置信号选择电路7。
所述MCU控制单元3包括与三相逆变器2连接的三相PWM换相模块31，位置信号选择电路7通过换相控制模块32或速度计算模块33连接三相PWM换相模块31；速度计算模块33用于计算电机转速，通过速度环路34连接PI调节器，将转速控制转化为电流控制；三相逆变器2通过电流环路35连接PI调节器，再通过三相PWM换相模块31转化为三相PWM换相输出控制驱动三相逆变器2。
位置传感器4与三相直流无刷电机1焊接成整体，位置传感器4信号输出给位置传感器处理电路5，电机反电势信号检测电路6检测到的电机位置信号、位置传感器处理电路5和电机反电势信号检测电路6将相关信号输入给位置信号选择电路7，给定的速度信号8和位置信号选择电路7将信号输入给MCU控制单元3，MCU控制单元3再将信号输出给三相逆变器2，三相逆变器2输出控制三相直流无刷电机1。
一种电动工具用无刷电机位置增强检测方法，其流程如图2所示：
当给定速度时，三相直流无刷电机1启动，位置传感器4的信号由位置传感器处理电路5进行处理，然后输出给位置信号选择电路7；MCU控制单元3先检查位置信号7，当位置信号没有故障，MCU控制单元3根据给定的速度信号8来控制三相逆变器2输出，驱动三相直流无刷电机1的三相绕组电压和导通顺序；
当位置信号有故障时，MCU控制单元3输出故障报警信息，同时位置信号选择电路7切换到电机反电势信号检测电路6，MCU控制单元3随即检测电机反电势信号，驱动三相直流无刷电机1的三相绕组电压和导通顺序；
当位置传感器4的信号无故障且三相直流无刷电机1正常启动后，MCU控制单元3控制位置信号选择电路7输入电机反电势信号检测电路6，对比位置传感器处理电路5与电机反电势信号检测电路6的两个信号的相位；如果没有相位误差，则认为位置传感器4安装没有误差，位置信号选择电路7切换到位置传感器处理电路5；如果两个信号的相位有误差，则认为位置传感器4安装有误差，位置信号选择电路7切换到电机反电势信号检测电路6。

Claims (5)

1.一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路，包括三相直流无刷电机(1)，其特征在于，所述三相直流无刷电机(1)通过三相逆变器(2)连接MCU控制单元(3)，MCU控制单元(3)用于接收给定的速度信号(8)；三相直流无刷电机(1)与三相逆变器(2)之间的电路接有电机反电势信号检测电路(6)；三相直流无刷电机(1)的一侧设有位置传感器(4)，位置传感器(4)与位置传感器信号处理电路(5)连接；MCU控制单元(3)通过位置信号选择电路(7)与位置传感器信号处理电路(5)/电机反电势信号检测电路(6)连接。
2.如权利要求1所述的电动工具用无刷电机位置增强检测线路，其特征在于，所述MCU控制单元(3)包括与三相逆变器(2)连接的速度计算模块，三相PWM换相模块及电流控制模块；速度计算模块用于计算电机转速，通过PI调节器，将转速控制转化为电流控制；电流控制模块通过PI调节器转化为三相PWM换相输出控制。
3.如权利要求1所述的电动工具用无刷电机位置增强检测线路，其特征在于，所述位置传感器(4)与三相直流无刷电机(1)焊接成整体，位置传感器(4)信号输出给位置传感器处理电路(5)，电机反电势信号检测电路(6)检测到的电机位置信号、位置传感器处理电路(5)和电机反电势信号检测电路(6)将相关信号输入给位置信号选择电路(7)，给定的速度信号(8)和位置信号选择电路(7)将信号输入给MCU控制单元(3)，MCU控制单元(3)再将信号输出给三相逆变器(2)，三相逆变器(2)输出控制三相直流无刷电机(1)。
4.如权利要求1所述的电动工具用无刷电机位置增强检测线路，其特征在于，所述电机反电势信号检测电路(6)通过过零点检测电路(61)连接位置信号选择电路(7)。
5.一种电动工具用无刷电机位置增强检测方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的电动工具用无刷电机位置增强检测线路，当给定速度时，三相直流无刷电机(1)启动，位置传感器(4)的信号由位置传感器处理电路(5)进行处理，然后输出给位置信号选择电路(7)；MCU控制单元(3)先检查位置信号(7)，当位置信号没有故障，MCU控制单元(3)根据给定的速度信号(8)来控制三相逆变器(2)输出，驱动三相直流无刷电机(1)的三相绕组电压和导通顺序；
当位置信号有故障时，MCU控制单元(3)输出故障报警信息，同时位置信号选择电路(7)切换到电机反电势信号检测电路(6)，MCU控制单元(3)随即检测电机反电势信号，驱动三相直流无刷电机(1)的三相绕组电压和导通顺序；
当位置传感器(4)的信号无故障且三相直流无刷电机(1)正常启动后，MCU控制单元(3)控制位置信号选择电路(7)输入电机反电势信号检测电路(6)，对比位置传感器处理电路(5)与电机反电势信号检测电路(6)的两个信号的相位；如果没有相位误差，则认为位置传感器(4)安装没有误差，位置信号选择电路(7)切换到位置传感器处理电路(5)；如果两个信号的相位有误差，则认为位置传感器(4)安装有误差，位置信号选择电路(7)切换到电机反电势信号检测电路(6)。
CN201911105422.4A 2019-11-13 2019-11-13 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法 Pending CN110829950A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911105422.4A CN110829950A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911105422.4A CN110829950A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110829950A true CN110829950A (zh) 2020-02-21

Family

ID=69554694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911105422.4A Pending CN110829950A (zh) 2019-11-13 2019-11-13 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110829950A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11122976A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Sakura Bo Kk デルタ結線三相モータの制御装置
CN101604887A (zh) * 2009-07-06 2009-12-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种电机位置传感器标定系统及方法
CN103532450A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 用于位置伺服系统的无刷电机转子位置检测装置及方法
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
CN104734590A (zh) * 2015-03-19 2015-06-24 深圳市南方安华电子科技有限公司 一种电动车用永磁同步电机位置反馈故障的处理方法
CN107592037A (zh) * 2017-10-23 2018-01-16 哈尔滨理工大学 基于fpga的双系统无刷直流电机控制装置及方法
CN107919830A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 上海汽车集团股份有限公司 一种电机位置传感器的标定方法及装置
CN109194206A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 常州宝龙电机有限公司 一种无刷直流电机容错控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11122976A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Sakura Bo Kk デルタ結線三相モータの制御装置
CN101604887A (zh) * 2009-07-06 2009-12-16 奇瑞汽车股份有限公司 一种电机位置传感器标定系统及方法
CN103532450A (zh) * 2012-07-04 2014-01-22 北京精密机电控制设备研究所 用于位置伺服系统的无刷电机转子位置检测装置及方法
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
CN104734590A (zh) * 2015-03-19 2015-06-24 深圳市南方安华电子科技有限公司 一种电动车用永磁同步电机位置反馈故障的处理方法
CN107919830A (zh) * 2016-10-11 2018-04-17 上海汽车集团股份有限公司 一种电机位置传感器的标定方法及装置
CN107592037A (zh) * 2017-10-23 2018-01-16 哈尔滨理工大学 基于fpga的双系统无刷直流电机控制装置及方法
CN109194206A (zh) * 2018-10-10 2019-01-11 常州宝龙电机有限公司 一种无刷直流电机容错控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101622011B1 (ko) 3상 교류 모터 제어 방법 및 장치
CN100550597C (zh) 具有检测电流传感器异常的功能的电源设备
US8760095B2 (en) Rotator control device, rotator system, vehicle, electric car and electric generation system
CN102124639B (zh) 三相逆变器的电源电路保护装置
US6978213B2 (en) Voltage conversion system and method and recording medium
CN1734929A (zh) 无感马达驱动装置及用于保护和控制该装置的方法
CN102004224A (zh) 一种三相电机缺相的检测系统及其检测方法
CN102474209A (zh) 电动机驱动装置的功率消耗计算方法和利用功率消耗计算方法的电动机驱动装置的控制方法
KR20180011798A (ko) 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치 및 전동 파워 스티어링 장치
JP5169187B2 (ja) インバータの短絡素子判定装置
CN102735381A (zh) 三相永磁同步电动机的堵转转矩检测装置及方法
CN110829950A (zh) 一种电动工具用无刷电机位置增强检测线路与方法
JP2010142066A (ja) ロボット
CN101233677A (zh) 逆变器装置
JP5045020B2 (ja) モータ駆動用インバータ制御装置
JP5482050B2 (ja) モータ制御装置およびモータの欠相診断方法
JP2010220384A (ja) 回転電機制御装置
WO2021049230A1 (ja) 電力変換装置、および電力変換装置の制御方法
TW201946367A (zh) 用於直流無刷馬達之位置感測系統及其切換方法
JP5169060B2 (ja) 電源回生インバータ装置の停電検出装置
WO2021038829A1 (ja) 電力変換装置及びそれに用いる予兆診断方法
KR100332806B1 (ko) 비엘디씨 모터의 위치 검지회로
US20230143105A1 (en) Motor drive device that calculates insulation resistance value of motor
JP2015033300A (ja) インバータ制御交流モータの異常診断装置
JP2010252534A (ja) モータ駆動制御システム

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: 20200221

RJ01 Rejection of invention patent application after publication