CN113078854A - 一种电机控制方法、装置及电机 - Google Patents

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陈彬
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吴文贤
张晓菲
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    • H02P6/14—Electronic commutators
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Abstract

一种电机控制方法及装置，其中控制方法包括：关断处于运行状态的电机的驱动输出信号；获取电机的反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量；依据时间偏移量，调整电机的换相时间。还提供了一种电机。通过关断运行状态的电机驱动输出信号之后，检测电机转子惯性旋转时的反电势过零点与霍尔传感器相对应的跳变沿之间的时间偏移量，来调整电机的换相时间，克服了因霍尔位置传感器安装精度低导致的电机换相不准确的缺陷，提高了电机反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的同步精度，提高了电机的换相精度，保证了电机运行的稳定性和可靠性。

Description

一种电机控制方法、装置及电机
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种电机控制方法、装置及电机。
背景技术
常规电机通常采用有感控制，控制器通过霍尔位置传感器来检测电机转子的位置，从而获得电机反电势信息以控制电机换相。电机实际运行时，控制器通常检测霍尔位置传感器的跳边沿进行换相，即检测反电势过零点进行换相，维持电机运转。因此，霍尔位置传感器的跳变沿和电机反电势过零点是否同步，对电机的换相精准度影响巨大；如二者不同步，会导致电机换相点出现偏差，进而导致电机的功率和效率损失，当偏差较大时还会导致电机出现失步和换相失败的问题，使电机无法正常运转。
上述控制方式要求电机中霍尔位置传感器的安装位置非常准确；当电机的极对数较多时，对霍尔位置传感器安装位置的要求更高。但电机在实际装配时，由于霍尔位置传感器的安装位置受装配工艺精度的影响，不可避免的会存在一定的偏差，即霍尔位置传感器相对于电机转子位置具有一定的偏移量，使霍尔位置传感器的跳变沿和电机反电势过零点出现不同步，影响电机转子位置的检测精度，并进一步影响电机的换相时刻。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服电机霍尔位置传感器安装精度不高导致的电机反电势过零点与霍尔位置传感器跳边沿不同步导致的电机换相精度低的缺陷，从而提供一种电机控制方法，包括如下步骤：
关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号；
获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量；
依据所述时间偏移量，调整所述电机的换相时间。
优选的，所述关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号，包括：关断处于运行状态的所述电机输出的PWM波。
优选的，所述获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量，包括：
检测所述电机绕组的实时电压；
当所述电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间；
获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间；
依据所述第一检测时间和所述第二检测时间，得到所述时间偏移量。
优选的，依据所述时间偏移量调整所述电机的换相时间，包括：
当所述第二检测时间超前于所述第一检测时间时，控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相；
当所述第二检测时间滞后于所述第一检测时间时，控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相。
优选的，所述控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相，包括：控制所述电机在下一个霍尔周期内延迟所述时间偏移量进行换相；
和/或
所述控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相，包括：控制所述电机在下一个霍尔周期内提前所述时间偏移量进行换相。
优选的，所述获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间，包括：
通过所述电机的MCU模块获取与所述电机绕组的实时电压为零所对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
相应地，本发明还提供了一种电机控制装置，包括：
第一控制模块，用于关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号；
获取模块，用于获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量；
第二控制模块，用于依据所述时间偏移量调整所述电机的换相时间。
优选的，所述第一控制模块用于关断处于运行状态的所述电机输出的PWM波。
优选的，所述获取模块包括：
检测单元，用于检测所述电机绕组的实时电压；
第一获取单元，用于当所述电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间；
第二获取单元，用于获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间；
计算单元，用于依据所述第一检测时间和所述第二检测时间，得到所述时间偏移量。
优选的，所述第二控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述第二检测时间超前于所述第一检测时间时，控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相；
第二控制单元，用于当所述第二检测时间滞后于所述第一检测时间时，控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相。
优选的，所述第一控制单元用于控制所述电机在下一个霍尔周期内延迟所述时间偏移量进行换相；
和/或
所述第二控制单元用于控制所述电机在下一个霍尔周期内提前所述时间偏移量进行换相。
优选的，所述第二控制单元通过所述电机的MCU模块获取与所述电机绕组的实时电压为零所对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
本发明还提供了一种电机，包括：存储器和处理器，所述存储器与所述处理器之间互相通信，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述任一电机控制方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述任一电机控制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的电机控制方法及装置，通过关断运行状态的电机驱动输出信号之后，检测电机转子惯性旋转时的反电势过零点与霍尔传感器相对应的跳变沿之间的时间偏移量，来调整电机的换相时间，克服了因霍尔位置传感器安装精度低导致的电机换相不准确的缺陷，提高了电机反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的同步精度，提高了电机的换相精度，保证了电机运行的稳定性和可靠性。
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为本发明实施例中电机控制方法流程图；
图2为本发明实施例中电机控制方法原理示意图；
图3为本发明实施例中电机绕组电压检测电路原理示意图；
图4为本发明实施例中电机控制装置框图；
图5为本发明实施例中获取模块框图；
图6为本发明实施例中第二控制模块框图。
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，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例的第一方面提供了一种电机控制方法，请参照图1和图2，包括如下步骤：
S100，关断处于运行状态的电机的驱动输出信号。
S200，获取电机的反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量△t。
S300，依据时间偏移量△t，调整电机的换相时间。
上述电机控制方法，通过关断运行状态的电机驱动输出信号之后，检测电机转子惯性旋转时的反电势过零点与霍尔传感器相对应的跳变沿之间的时间偏移量△t，来调整电机的换相时间，克服了因霍尔位置传感器安装精度低导致的电机换相不准确的缺陷，提高了电机反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的同步精度，提高了电机的换相精度，保证了电机运行的稳定性和可靠性。
在本发明实施例的一个实施方式中，步骤S100中，关断处于运行状态的电机的驱动输出信号，具体可以为关断处于运行状态的电机输出的PWM波。
如图2所示，在电机运行一段时间后，关断处于运行状态的电机所输出的PWM波，可检测出电机的反电势过零点与霍尔位置传感器相应的跳变沿存在时间偏移量△t，通过对电机的换相时间进行调整，将换相时间滞后时间偏移量△t，或将换相时间提前时间偏移量△t，可以实现电机的精准换相，提高了电机运行的平稳性和可靠性。
在本发明实施例的一个实施方式中，步骤S200中获取电机的反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量△t，具体包括如下过程：
S210，检测电机绕组的实时电压。
S220，当电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间。
S230，获取与电机绕组的实时电压为零时相对应的霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
S240，依据第一检测时间和第二检测时间，得到时间偏移量△t。
请参照图3，上述电机绕组的实时电压可以通过图3中所示的电压检测电路获取。如图3所示，比较器单元的INPUT端口与电机绕组连接，检测电机绕组的实时电压，比较器单元的OUTPUT端口与获取模块2连接。当电机绕组的实时电压为零时，比较器单元的输出端信号发生跳变。获取模块2接收到比较器单元输出的跳变信号后，获取第一检测时间。
具体的，获取与电机绕组的实时电压为零所对应的霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间，包括：通过电机的MCU模块获取与电机绕组的实时电压为零所对应的霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。第二检测时间可以直接由电机的MCU模块直接获取，上述获取方式无需增加额外的附加电路或附加模块，具有结构简单、成本低廉的优点。
在本发明实施例的一个实施方式中，依据时间偏移量△t调整电机的换相时间，包括两种调整电机的换相方式。
第一种调整电机的换相方式是当第二检测时间(即霍尔位置传感器跳变沿时间)超前于第一检测时间(即电机反电势过零点时间)时，控制电机延迟时间偏移量△t进行换相，以使电机反电势过零点时间与霍尔位置传感器跳变沿时间为同一时间，即实现电机的精准换相。
第二种调整电机的换相方式是当第二检测时间(即霍尔位置传感器跳变沿时间)滞后于第一检测时间(即电机反电势过零点时间)时，控制电机提前时间偏移量△t进行换相，以使电机反电势过零点时间与霍尔位置传感器跳变沿时间为同一时间，即实现电机的精准换相。
可选的，控制电机延迟时间偏移量△t进行换相，包括：控制电机在下一个霍尔周期内延迟时间偏移量△t进行换相。
可选的，控制电机提前时间偏移量△t进行换相，包括：控制电机在下一个霍尔周期内提前时间偏移量△t进行换相。
本发明实施例的第二方面提供了一种电机控制装置，请参照图4，包括：第一控制模块1、获取模块2和第二控制模块3。第一控制模块1，用于关断处于运行状态的电机的驱动输出信号。获取模块2，用于获取电机的反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量△t。第二控制模块3，用于依据时间偏移量△t调整电机的换相时间。
可选的，第一控制模块1可关断处于运行状态的电机输出的PWM波。
在本发明实施例的一个实施方式中，请参照图5，获取模块2包括：检测单元21、第一获取单元22、第二获取单和计算单元24。检测单元21，用于检测电机绕组的实时电压。第一获取单元22，用于当电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间。第二获取单元23，用于获取与电机绕组的实时电压为零时相对应的霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。计算单元24，用于依据第一检测时间和第二检测时间，得到时间偏移量△t。
在本发明实施例的另一个实施方式中，请参照图6，第二控制模块3包括：第一控制单元31和第二控制单元32。第一控制单元31用于当第二检测时间超前于第一检测时间时，控制电机延迟时间偏移量△t进行换相。第二控制单元32用于当第二检测时间滞后于第一检测时间时，控制电机提前时间偏移量△t进行换相。
可选的，第一控制单元31用于控制电机在下一个霍尔周期内延迟时间偏移量△t进行换相。和/或，第二控制单元32用于控制电机在下一个霍尔周期内提前时间偏移量△t进行换相。
可选的，第二控制单元32通过电机的MCU模块获取与电机绕组的实时电压为零所对应的霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
本发明实施例的第三方面提供了一种电机，包括：存储器和处理器，存储器与处理器之间互相通信，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行本发明实施例第一方面提供的电机控制方法。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面提供的电机控制方法。
本发明实施例提供的一种电机控制方法及装置，通过关断运行状态的电机的驱动输出信号，检测电机反电势过零点与霍尔传感器相对应的跳变沿之间的时间偏移量，来调整电机的换相时间，克服了因霍尔位置传感器安装精度低导致的电机换相不准确的缺陷，提高了电机反电势过零点与霍尔位置传感器相应跳变沿的同步精度，提高了电机的换相精度，保证了电机运行的稳定性和可靠性。
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 (14)

1.一种电机控制方法，所述电机包括霍尔位置传感器，其特征在于，包括:
关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号；
获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量；
依据所述时间偏移量，调整所述电机的换相时间。
2.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号，包括：
关断处于运行状态的所述电机输出的PWM波。
3.根据权利要求1所述的电机控制方法，其特征在于，所述获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量，包括：
检测所述电机绕组的实时电压；
当所述电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间；
获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间；
依据所述第一检测时间和所述第二检测时间，得到所述时间偏移量。
4.根据权利要求3所述的电机控制方法，其特征在于，依据所述时间偏移量调整所述电机的换相时间，包括：
当所述第二检测时间超前于所述第一检测时间时，控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相；
当所述第二检测时间滞后于所述第一检测时间时，控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相。
5.根据权利要求4所述的电机控制方法，其特征在于，
所述控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相，包括：控制所述电机在下一个霍尔周期内延迟所述时间偏移量进行换相；
和/或
所述控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相，包括：控制所述电机在下一个霍尔周期内提前所述时间偏移量进行换相。
6.根据权利要求3所述的电机控制方法，其特征在于，所述获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间，包括：
通过所述电机的MCU模块获取与所述电机绕组的实时电压为零所对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
7.一种电机控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于关断处于运行状态的所述电机的驱动输出信号；
获取模块，用于获取所述电机的反电势过零点与所述霍尔位置传感器相应跳变沿的时间偏移量；
第二控制模块，用于依据所述时间偏移量调整所述电机的换相时间。
8.根据权利要求6所述的电机控制装置，其特征在于，
所述第一控制模块用于关断处于运行状态的所述电机输出的PWM波。
9.根据权利要求7所述的电机控制装置，其特征在于，所述获取模块包括：
检测单元，用于检测所述电机绕组的实时电压；
第一获取单元，用于当所述电机绕组的实时电压为零时，获取第一检测时间；
第二获取单元，用于获取与所述电机绕组的实时电压为零时相对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间；
计算单元，用于依据所述第一检测时间和所述第二检测时间，得到所述时间偏移量。
10.根据权利要求9所述的电机控制装置，其特征在于，所述第二控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述第二检测时间超前于所述第一检测时间时，控制所述电机延迟所述时间偏移量进行换相；
第二控制单元，用于当所述第二检测时间滞后于所述第一检测时间时，控制所述电机提前所述时间偏移量进行换相。
11.根据权利要求10所述的电机控制装置，其特征在于，
所述第一控制单元用于控制所述电机在下一个霍尔周期内延迟所述时间偏移量进行换相；
和/或
所述第二控制单元用于控制所述电机在下一个霍尔周期内提前所述时间偏移量进行换相。
12.根据权利要求9所述的电机控制装置，其特征在于，
所述第二获取单元通过所述电机的MCU模块获取与所述电机绕组的实时电压为零所对应的所述霍尔位置传感器跳变沿的第二检测时间。
13.一种电机，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器与所述处理器之间互相通信，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1-6任一项所述的电机控制方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-6任一项所述的电机控制方法。
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