CN113131807A - 一种有感无刷直流电机进角检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种有感无刷直流电机进角检测方法及系统，其方法包括：当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。本申请有助于实现有感无刷直流电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差。

Description

一种有感无刷直流电机进角检测方法及系统
技术领域
本申请涉及电机领域，尤其是涉及一种有感无刷直流电机进角检测方法及系统。
背景技术
进角是电机理论换相点提前的角度，在无刷直流电机无感控制中，在反电动势过零点之后延后30°的电角度是电机的理论换相点。但在实际电机控制中，电机换相点应该提前一定角度，这个角度就是进角，又叫超前角。进角的合理选择使用会改善电机运行的效率和功率大小，通常来说进角越大电机转速越高，输出功率越大，但是效率也会更低一些。
有感无刷直流电机被广泛应用于电动遥控模型车领域，在实际使用有感无刷直流电机竞赛时，用户会通过调整不同的进角来达到不同的功率输出以应对不同的赛道。
但是，用户手动调节电动遥控模型车用电机的进角，只能通过肉眼观测机械调节的度数，且机械调节的进角的度数无法保证是真正意义上的进角数值，存在误差。
发明内容
为了有助于实现有感无刷直流电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，本申请提供了一种有感无刷直流电机进角检测方法及系统。
第一方面，本申请提供一种有感无刷直流电机进角检测方法，采用如下的技术方案：
一种有感无刷直流电机进角检测方法，包括：
当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；
根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；
通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
通过采用上述技术方案，有感无刷直流电机的进角可调节，在手动调节了电机的进角之后，利用无感控制采集每相绕组的反电动势过零点信号，利用设置在电机上的霍尔传感器采集霍尔传感器信号，由于霍尔传感器信号是通过检测电机的转子转动得到的，那么按照每相绕组的反电动势过零点信号和对应的霍尔传感器信号就能计算得到每相绕组的进角测定值，对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，就能得到每相绕组的进角结果值。利用无刷直流电机的无感控制算法的优势，将有感算法的霍尔传感器信号和无感控制算法的反电动势过零点信号结合计算，实现电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，从而方便用户根据测定的进角结果值改正调节进角值。
可选的，所述采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号之前，还包括：
当有感无刷直流电机的进角调节后，通过无感控制回路驱动所述有感无刷直流电机运行，所述有感无刷直流电机具有三相绕组，所述有感无刷直流电机具有3个霍尔传感器。
通过采用上述技术方案，有感无刷直流电机的运行是通过无感控制回路来驱动的，有感无刷直流电机具有三相绕组，在无感控制该电机时，每个瞬间只有两相绕组通电，第三相绕组不通电。该电机还具有3个霍尔传感器，3个霍尔传感器均匀的设置在电机的后盖上，可以通过拧开螺丝调整进角值。
可选的，所述采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，包括：
通过所述无感控制回路采集每相绕组的反电动势信号；
将所述反电动势信号与1/2母线电压或模拟的电机抽头中点电压进行比较，得到每相绕组的反电动势过零点信号；
通过所述霍尔传感器检测所述有感无刷直流电机的转子转动，得到每个霍尔传感器的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号。
通过采用上述技术方案，由于无感控制该电机时，每个瞬间只有两相绕组通电，第三相绕组不通电，那么无感控制回路中的反电动势过零点检测回路每次可以采集到一相绕组的反电动势信号，将反电动势信号与1/2母线电压或模拟的电机抽头中点电压进行比较，得到一相绕组的反电动势过零点信号，在一个电周期中可以检测到6次反电动势过零点信号，通过霍尔传感器检测有感无刷直流电机的转子转动，一个霍尔传感器在一个电周期中有一个霍尔传感器上升沿信号和一个霍尔传感器下降沿信号，3个霍尔传感器则可以共得到6个信号。
可选的，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第一时间点及目标电周期值；
根据与所述反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号确定第二时间点；
计算所述第一时间点与所述第二时间点的第一绝对时间差值；
根据所述第一绝对时间差值、所述目标电周期值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
通过采用上述技术方案，在检测到目标相绕组的反电动势过零点信号时，记录下检测到的时间点作为第一时间点x1，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是测量次数，并且检测到与反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号，记录下检测到的时间点作为第二时间点x2，计算第一时间点与第二时间点的第一绝对时间差值Δxa，Δxa=|x1-x2|。将第一绝对时间差值Δxa、目标电周期值Ti及预设固定差值30°，代入到计算公式θi=(Δxai/Ti)*360°-30°，计算得到目标相绕组的进角测定值θi，预设固定差值是在进角值等于零时，上升沿信号与反电动势过零点信号的固有电角度差值30°。说明了在计算进角测定值时，利用的是反电动势过零点信号及邻近的霍尔传感器上升沿信号，实现了单次进角值的测定。
可选的，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的第一反电动势过零点信号确定第三时间点及目标电周期值；
根据所述目标相绕组的第二反电动势过零点信号确定第四时间点；
根据与所述第一反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号，确定第五时间点；
根据与所述第二反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器下降沿信号，确定第六时间点；
计算所述第三时间点与所述第五时间点的第二绝对时间差值及所述第四时间点与所述第六时间点的第三绝对时间差值；
计算所述第二绝对时间差值和所述第三绝对时间差值的平均值，得到第四绝对时间差值；
根据所述第四绝对时间差值、所述目标电周期值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
通过采用上述技术方案，在检测到目标相绕组的第一反电动势过零点信号时，记录下检测到的时间点作为第三时间点x3，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是测量次数，检测到目标相绕组的第二反电动势过零点信号时，记录下检测到的时间点作为第四时间点x4；并检测到与第一反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号和与第二反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器下降沿信号，记录下检测到霍尔传感器上升沿信号的时间点作为第五时间点x5，记录下检测到霍尔传感器下降沿信号的时间点作为第六时间点x6，计算第三时间点x3与第五时间点x5的第二绝对时间差值Δxb，Δxb=|x3-x5|，及第四时间点与第六时间点的第三绝对时间差值Δxc，Δxc=|x4-x6|，计算第二绝对时间差值Δxb和第三绝对时间差值Δxc的平均值，得到第四绝对时间差值Δxd=（Δxb+Δxc）/2，将第四绝对时间差值Δxd、目标周期值Ti及预设固定差值30°，代入到计算公式θi=(Δxdi/Ti)*360°-30°，计算得到目标相绕组的进角测定值θi。说明了在计算进角测定值时，利用的是两个反电动势过零点信号及邻近的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号，实现了单次进角值的测定。
可选的，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第七时间点及目标电周期值；
确定与所述目标相绕组对应的目标霍尔传感器；
根据所述目标霍尔传感器的上升沿信号确定第八时间点；
计算所述第七时间点与所述第八时间点的第五绝对时间差值；
根据所述第五绝对时间差值、所述目标电周期值、进角调节值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
通过采用上述技术方案，在检测到目标相绕组的反电动势过零点信号时，记录下检测到的时间点作为第七时间点x7，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是测量次数，确定与该目标相绕组对应的目标霍尔传感器，记录目标霍尔传感器的上升沿信号的时间点作为第八时间点x8，计算第七时间点x7与第八时间点x8的第五绝对时间差值Δxe，Δxe=|x7-x8|，将第五绝对时间差值Δxe、目标周期值Ti及预设固定差值30°，当进角调节值大于或等于30°时，θi=30°+(Δxei/Ti)*360°，当进角调节值小于30°时，θi=30°-(Δxei/Ti)*360°，计算得到在目标相绕组的进角测定值θi。说明了在计算进角测定值时，如果与目标相绕组实际对应的是目标霍尔传感器时，利用的是反电动势过零点信号和目标霍尔传感器的上升沿信号，实现了单次进角值的测定。
可选的，所述通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值，包括：
对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理；
对数值排除处理后的多个进角测定值求平均值，得到每相绕组的进角结果值。
通过采用上述技术方案，在通过多次的单次测量之后，可以得到每相绕组对应的多个进角测定值，由于可能存在采样偶然误差，因此，需要将多个进角测定值进行数值排除处理，之后对剩下的多个进角测定值求平均值，得到每相绕组的进角结果值。数值排除处理是为了排除采样误差的情况下得到的进角测量值，从而提高进角结果值的准确性。
可选的，所述对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理，包括：
对每相绕组的N个进角测定值按照大小进行排序，所述N为大于1的正整数，所述N的取值为根据硬件条件限制的最大采样次数；
从排序后的所述N个进角测定值中，将数值较小的前M个进角测定值及数值较大的后M个进角测定值进行删除，所述M为预设的正整数，所述M小于或等于N/20。
通过采用上述技术方案，考虑到硬件条件限制，最大采样次数设置为N，在实际应用中N为500次，500次采样的时间约为1.5秒，将500个进角测定值按照大小进行排序，将数值较小的前M个进角测定值及数值较大的后M个进角测定值进行删除，为了保证删除的数值不会太多，M的取值不大于N/20，假设M为25，那么剩下450个进角测定值。
可选的，所述对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理，包括：
对每相绕组的多个进角测定值求平均值，得到进角平均值；
将每一个进角测定值与所述进角平均值进行比较，将比较结果超过预设阈值的进角测定值删除。
通过采用上述技术方案，将多个进角测定值求平均值，得到进角平均值，再将每一个进角测定值与进角平均值进行比较，如果比较结果超过预设阈值，则表示该进角测定值相比于其他正常测定值是异常的，需要删除，如果比较结果不超过预设阈值，则表示该进角测定值相比于其他正常测定值是正常的，需要保留下来。
第二方面，本申请提供一种有感无刷直流电机进角检测系统，采用如下的技术方案：
一种有感无刷直流电机进角检测系统，包括：
采集模块，用于当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；
进角测定值计算模块，用于根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；
进角结果值计算模块，用于通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
通过采用上述技术方案，有感无刷直流电机的进角可调节，在手动调节了电机的进角之后，采集模块利用无感控制采集每相绕组的反电动势过零点信号，利用设置在电机上的霍尔传感器采集霍尔传感器信号，由于霍尔传感器信号是通过检测电机的转子转动得到的，进角测定值计算模块按照每相绕组的反电动势过零点信号和对应的霍尔传感器信号就能计算得到每相绕组的进角测定值，进角结果值计算模块对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，就能得到每相绕组的进角结果值。利用无刷直流电机的无感控制算法的优势，将有感算法的霍尔传感器信号和无感控制算法的反电动势过零点信号结合计算，实现电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，从而方便用户根据测定的进角结果值改正调节进角值。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.利用无刷直流电机的无感控制算法的优势，将有感算法的霍尔传感器信号和无感控制算法的反电动势过零点信号结合计算，实现电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，从而方便用户根据测定的进角结果值改正调节进角值；
2.在计算进角测定值时，可以利用反电动势过零点信号及邻近的上升沿信号，实现单次进角值的测定；也可以利用两个反电动势过零点信号及其分别邻近的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号，实现单次进角值的测定；还可以在目标相绕组实际对应的是目标霍尔传感器时，利用反电动势过零点信号和目标霍尔传感器的上升沿信号，实现单次进角值的测定，保证了单次进角值测定的手段多样化；
3.在通过多次的单次测量之后，可以得到每相绕组对应的多个进角测定值，对多个进角测定值进行数值排除处理，排除采样误差的情况下得到的进角测量值，从而提高进角结果值的准确性。
附图说明
图1是本申请其中一实施例的有感无刷直流电机进角检测方法的流程示意图。
图2是本申请的有感无刷直流电机的驱动电路图。
图3是本申请的C相绕组的反电动势过零点信号检测原理图。
图4是本申请其中一实施例的有感无刷直流电机进角检测系统的结构示意图。
附图标记说明：401、采集模块；402、进角测定值计算模块；403、进角结果值计算模块。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-4及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种有感无刷直流电机进角检测方法。
参照图1，该方法的执行步骤包括：
101，当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号。
其中，有感无刷直流电机的进角可调节，在手动调节了电机的进角之后，利用无感控制采集每相绕组的反电动势过零点信号，利用设置在电机上的霍尔传感器采集霍尔传感器信号；
在步骤101之前，还具有如下的步骤：
当有感无刷直流电机的进角调节后，通过无感控制回路驱动有感无刷直流电机运行，有感无刷直流电机具有三相绕组，有感无刷直流电机具有3个霍尔传感器。
如图2所示的有感无刷直流电机的驱动电路图，有感无刷直流电机具有三相绕组，通过无感控制回路来驱动，采用速度控制环。当电机通过油门给定一个速度给定值，通过控制器控制三相逆变器的开关来驱动有感无刷直流电机按照方波六步运行，反电动势过零点检测回路可以得到电机的速度反馈信号，通过与速度给定值的差值来决定控制器的控制变量。霍尔传感器是有感无刷直流电机非常重要的转子转动检测装置。一般3个霍尔传感器均匀的安装在无刷直流电机的后盖上，可以通过拧开螺丝调整进角值，进角的可调范围为20°到50°，最小刻度为2.5°。
步骤101的具体实施过程如下：
通过无感控制回路采集每相绕组的反电动势信号；
将反电动势信号与1/2母线电压或模拟的电机抽头中点电压进行比较，得到每相绕组的反电动势过零点信号；
通过霍尔传感器检测有感无刷直流电机的转子转动，得到每个霍尔传感器的上升沿信号和下降沿信号。
其中，在无感控制该电机时，每个瞬间只有两相绕组通电，第三相绕组不通电，如图3所示的C相绕组的反电动势过零点信号检测原理图，Q1和Q2为A相对应的上下桥MOSFET管，Q3和Q4为B相对应的上下桥MOSFET管，通过控制Q1、Q2、Q3及Q4来使得当前瞬间A相绕组和B相绕组通电，C相绕组不通电，检测C相绕组的反电动势信号，C相绕组的反电动势信号是梯形信号，将C相绕组的反电动势信号发送到比较器的正输入端，在比较器的负输入端连接1/2母线电压或模拟的电机抽头中点电压，比较器的输出端输出反电动势过零点信号。每个霍尔传感器在一个电周期中有一个上升沿和一个下降沿信号。3个霍尔传感器一共6个信号，为电机驱动提供转子位置的信号，即霍尔传感器信号。
102，根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值。
其中，可以利用示波器进行测量，将每相绕组的反电动势过零点信号连接到示波器的一个通道，对应相的霍尔传感器信号连接到示波器的另外一个通道，示波器利用自带的测定仪读取两个信号的时间差，结合时间差再利用进角检测算法，计算得到每相绕组的进角测定值。
103，通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
其中，在以上步骤102得到进角测量值有多个之后，对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值，进角结果值可以通过显示器展示给用户，用户根据手动调节看到的进角值与进角结果值进行比较，就能判断是否在可信范围内，也可以通过三相绕组分别的进角结果值判断电机运行时的均衡程度。
本实施例的实施原理为：当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，按照每相绕组的反电动势过零点信号和对应的霍尔传感器信号就能计算得到每相绕组的进角测定值，对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，就能得到每相绕组的进角结果值。利用无刷直流电机的无感控制算法的优势，将有感算法的霍尔传感器信号和无感控制算法的反电动势过零点信号结合计算，实现电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，从而方便用户根据测定的进角结果值改正调节进角值。
在以上图1所示的实施例中，步骤102关于进角测定值的测量可以分为3种方式，下面通过（一）、（二）和（三）分别进行说明。
（一）、可选的，本申请的一个优选的实施例中，根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第一时间点及目标电周期值；
根据与反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号确定第二时间点；
计算第一时间点与第二时间点的第一绝对时间差值；
根据第一绝对时间差值、目标电周期值及预设固定差值，计算得到目标相绕组的进角测定值。
该实施例的实施原理为：目标相绕组假设为C相绕组，在检测到C相绕组的反电动势过零点信号时，记录下检测到的反电动势过零点信号作为第一时间点x1，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是该次测定进角的测量次数，并且检测到与反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号，记录下检测到上升沿信号的时间点作为第二时间点x2，计算第一时间点与第二时间点的第一绝对时间差值Δxa，Δxa=|x1-x2|。将第一绝对时间差值Δxa、目标电周期值Ti及预设固定差值30°，代入到计算公式θi=(Δxai/Ti)*360°-30°，计算得到目标相绕组的进角测定值θi，预设固定差值是在进角值等于零时，霍尔传感器的上升沿信号与反电动势过零点信号的固有电角度差值30°。说明了在计算进角测定值时，利用的是反电动势过零点信号及邻近的上升沿信号，实现了单次进角值的测定。
（二）、可选的，本申请的一个优选的实施例中，根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的第一反电动势过零点信号确定第三时间点及目标电周期值；
根据目标相绕组的第二反电动势过零点信号确定第四时间点；
根据与第一反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号，确定第五时间点；
根据与第二反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器下降沿信号，确定第六时间点；
计算第三时间点与所述第五时间点的第二绝对时间差值及第四时间点与第六时间点的第三绝对时间差值；
计算第二绝对时间差值和第三绝对时间差值的平均值，得到第四绝对时间差值；
根据第四绝对时间差值、目标电周期值及预设固定差值，计算得到目标相绕组的进角测定值。
该实施例的实施原理为：目标相绕组假设为C相绕组，在检测到C相绕组的反电动势过零点信号时，记录下检测到反电动势过零点信号的时间点作为第三时间点x3，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是该次测定进角的测量次数，检测到目标相绕组的第二反电动势过零点信号时，记录下检测到的时间点作为第四时间点x4；并检测到与第一反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号和与第二反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器下降沿信号，记录下检测到霍尔传感器上升沿信号的时间点作为第五时间点x5，记录下检测到霍尔传感器下降沿信号的时间点作为第六时间点x6，计算第三时间点x3与第五时间点x5的第二绝对时间差值Δxb，Δxb=|x3-x5|，及第四时间点与第六时间点的第三绝对时间差值Δxc，Δxc=|x4-x6|，计算第二绝对时间差值Δxb和第三绝对时间差值Δxc的平均值，得到第四绝对时间差值Δxd=（Δxb+Δxc）/2，将第四绝对时间差值Δxd、目标周期值Ti及预设固定差值30°，代入到计算公式θi=(Δxdi/Ti)*360°-30°，计算得到在目标相绕组的进角测定值θi。说明了在计算进角测定值时，利用的是两个反电动势过零点信号及邻近的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号，实现了单次进角值的测定。
（三）、可选的，本申请的一个优选的实施例中，根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第七时间点及目标电周期值；
确定与目标相绕组对应的目标霍尔传感器；
根据目标霍尔传感器的上升沿信号确定第八时间点；
计算第七时间点与第八时间点的第五绝对时间差值；
根据第五绝对时间差值、目标电周期值、进角调节值及预设固定差值，计算得到目标相绕组的进角测定值，预设固定差值为进角值等于零时目标霍尔传感器的上升沿信号与反电动势过零点信号的固有电角度差值。
该实施例的实施原理为：目标相绕组假设为C相绕组，在检测到C相绕组的反电动势过零点信号时，记录下检测到反电动势过零点信号的时间点作为第七时间点x7，以及该信号所在的电周期的目标电周期值Ti，i表示的是测定进角的测量次数，确定与该C相绕组对应的目标霍尔传感器，记录目标霍尔传感器的上升沿信号的时间点作为第八时间点x8，计算第七时间点x7与第八时间点x8的第五绝对时间差值Δxe，Δxe=|x7-x8|，将第五绝对时间差值Δxe、目标周期值Ti及预设固定差值30°，进角调节值是在进角调节时确定的；
当进角调节值大于或等于30°时，θi=30°+(Δxei/Ti)*360°；
当进角调节值小于30°时，θi=30°-(Δxei/Ti)*360°；
计算得到目标相绕组的进角测定值θi。说明了在计算进角测定值时，如果目标相绕组对应目标霍尔传感器时，利用的是反电动势过零点信号和与目标霍尔传感器的上升沿信号，实现了单次进角值的测定。
通过以上（一）、（二）和（三）的实施例，说明了可以利用反电动势过零点信号及邻近的霍尔传感器上升沿信号实现单次进角值的测定，也可以利用两个反电动势过零点信号及其分别邻近的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号实现单次进角值的测定，还可以在目标相绕组实际对应的是目标霍尔传感器时，利用反电动势过零点信号和目标霍尔传感器的上升沿信号实现单次进角值的测定。
可选的，本申请的一些优选的实施例中，在以上图1所示的实施例1中步骤103通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值，具体的执行步骤包括：
对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理；
对数值排除处理后的多个进角测定值求平均值，得到每相绕组的进角结果值。
其中，对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理，分为两种情况，分别为：
一、考虑到硬件条件限制，最大采样次数设置为N，在实际应用中N为500次，500次采样的时间约为1.5秒，将500个进角测定值按照大小进行排序，将数值较小的前M个进角测定值及数值较大的后M个进角测定值进行删除，为了保证删除的数值不会太多，M的取值不大于N/20，假设M为25，那么剩下450个进角测定值。再通过θ=(θ1+θ2+θ3+.....+θ450)/450就能求平均值，得到进角结果值θ；
二、进角测定值总共以500个为例，将500进角测定值求平均值，得到进角平均值θ=(θ1+θ2+θ3+.....+θ500)/500，再将所有每一个进角测定值θ1、θ2、...、θ500分别与进角平均值θ进行比较，预定一个预设阈值，如果比较结果超过预设阈值，则表示该进角测定值相比于其他正常测定值是异常的，需要删除，如果比较结果不超过预设阈值，则表示该进角测定值相比于其他正常测定值是正常的，需要保留下来。保留下来的进角测定值再求平均值，得到进角结果值。
本实施例的实施原理为：在通过多次的单次测量之后，可以得到每相绕组对应的多个进角测定值，由于可能存在采样偶然误差，因此，需要将多个进角测定值进行数值排除处理，之后对剩下的多个进角测定值求平均值，得到每相绕组的进角结果值。数值排除处理可以是按照排序删除前后的进角测定值，或者将进角测定值与进角平均值进行比较后删除比较结果异常的，数值排除处理是为了排除采样误差的情况下得到的进角测量值，从而提高进角结果值的准确性。
在以上的实施例中，对本申请的有感无刷直流电机进角检测方法进行详细说明，下面通过一个具体实施方式进行说明：
通过手动调节进角，选取4组进角数值做实验，即进角为20°、30°、40°和50°。每一个角度做一组实验。
设定好进角后，打开实验室设备，打开示波器，然后调节油门至最大(100%)，电机开始运行，通过示波器的两通道可以观测到两个信号，一个为C相绕组的反电动势信号与模拟的电机抽头中点电压比较后的反电动势过零点信号，一个为C相绕组对应的霍尔传感器的上升沿信号。暂停示波器，关闭电机，读取霍尔传感器的上升沿信号和临近的反电动势过零点信号时间差值，记录为如下表1的第二列数据，读取电周期的电周期值作为表1中第三列的数据。通过LCD显示屏读取C相的进角测定值作为第四列数据，第五列为450次采样求平均后得到的C相的进角结果值。同理得到B相的进角结果值为第六列，A相的进角结果值为第七列。
得到的记录在表１的第一行数据后，手动调节进角数值，每次增加10°，重复实验至获得20°到50°进角一共四行数据。就可以得到如表１所示的所有数据。
表1 进角测定过程的数据表
进角（°） C相霍尔传感器上升沿信号和反电动势过零点信号的绝对时间差（us） 周期（us） C相的进角测定值（°） C相的进角结果值（°） B相的进角结果值（°） A相的进角结果值（°）
20 510 3590 21.14206 20.22 20.99 20.66
30 600 3570 30.50420 30.87 29.88 29.3
40 700 3590 40.19498 39.99 39.55 40.71
50 790 3580 49.44134 49.71 49.51 48.48
本申请实施例还公开一种有感无刷直流电机进角检测系统。
参照图4，该系统包括：
采集模块401，用于当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；
进角测定值计算模块402，用于根据反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；
进角结果值计算模块403，用于通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
本实施例的实施原理为：有感无刷直流电机的进角可调节，在手动调节了电机的进角之后，采集模块401利用无感控制采集每相绕组的反电动势过零点信号，利用设置在电机上的霍尔传感器采集霍尔传感器信号，由于霍尔传感器信号是通过检测电机的转子转动得到的，进角测定值计算模块402按照每相绕组的反电动势过零点信号和对应的霍尔传感器信号就能计算得到每相绕组的进角测定值，进角结果值计算模块403对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，就能得到每相绕组的进角结果值。利用无刷直流电机的无感控制算法的优势，将有感算法的霍尔传感器信号和无感控制算法的反电动势过零点信号结合计算，实现电机的进角值的测定，避免手动调节进角值的误差，从而方便用户根据测定的进角结果值改正调节进角值。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (10)

1.一种有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述方法包括：
当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；
根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；
通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
2.根据权利要求1所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号之前，还包括：
当有感无刷直流电机的进角调节后，通过无感控制回路驱动所述有感无刷直流电机运行，所述有感无刷直流电机具有三相绕组，所述有感无刷直流电机具有3个霍尔传感器。
3.根据权利要求2所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号，包括：
通过所述无感控制回路采集每相绕组的反电动势信号；
将所述反电动势信号与1/2母线电压或模拟的电机抽头中点电压进行比较，得到每相绕组的反电动势过零点信号；
通过所述霍尔传感器检测所述有感无刷直流电机的转子转动，得到每个霍尔传感器的霍尔传感器上升沿信号和霍尔传感器下降沿信号。
4.根据权利要求3所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第一时间点及目标电周期值；
根据与所述反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号确定第二时间点；
计算所述第一时间点与所述第二时间点的第一绝对时间差值；
根据所述第一绝对时间差值、所述目标电周期值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
5.根据权利要求3所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的第一反电动势过零点信号确定第三时间点及目标电周期值；
根据所述目标相绕组的第二反电动势过零点信号确定第四时间点；
根据与所述第一反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器上升沿信号，确定第五时间点；
根据与所述第二反电动势过零点信号邻近的霍尔传感器下降沿信号，确定第六时间点；
计算所述第三时间点与所述第五时间点的第二绝对时间差值及所述第四时间点与所述第六时间点的第三绝对时间差值；
计算所述第二绝对时间差值和所述第三绝对时间差值的平均值，得到第四绝对时间差值；
根据所述第四绝对时间差值、所述目标电周期值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
6.根据权利要求3所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值，包括：
根据目标相绕组的反电动势过零点信号确定第七时间点及目标电周期值；
确定与所述目标相绕组对应的目标霍尔传感器；
根据所述目标霍尔传感器的上升沿信号确定第八时间点；
计算所述第七时间点与所述第八时间点的第五绝对时间差值；
根据所述第五绝对时间差值、所述目标电周期值、进角调节值及预设固定差值，计算得到所述目标相绕组的进角测定值。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值，包括：
对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理；
对数值排除处理后的多个进角测定值求平均值，得到每相绕组的进角结果值。
8.根据权利要求7所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理，包括：
对每相绕组的N个进角测定值按照大小进行排序，所述N为大于1的正整数，所述N的取值为根据硬件条件限制的最大采样次数；
从排序后的所述N个进角测定值中，将数值较小的前M个进角测定值及数值较大的后M个进角测定值进行删除，所述M为预设的正整数，所述M小于或等于N/20。
9.根据权利要求7所述的有感无刷直流电机进角检测方法，其特征在于，所述对每相绕组的多个进角测定值进行数值排除处理，包括：
对每相绕组的多个进角测定值求平均值，得到进角平均值；
将每一个进角测定值与所述进角平均值进行比较，将比较结果超过预设阈值的进角测定值删除。
10.一种有感无刷直流电机进角检测系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于当有感无刷直流电机的进角调节后，采集每相绕组的反电动势过零点信号及霍尔传感器信号；
进角测定值计算模块，用于根据所述反电动势过零点信号及所述霍尔传感器信号，计算得到每相绕组的进角测定值；
进角结果值计算模块，用于通过对每相绕组的多个进角测定值进行平均计算，得到每相绕组的进角结果值。
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