CN113358010B - 一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法及系统,包括:电机驱动器向定子施加具有初始相位的电流矢量以控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位;电机驱动器控制电流矢量根据预设频率沿预设方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时,根据所有霍尔信号获取转子当前所在的霍尔扇区,并根据预设频率和初始相位处理得到电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第一边界角度;电机驱动器判断电流矢量旋转一周时保存各霍尔扇区对应的第一边界角度作为三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果,随后退出。有益效果是能够自动精准检测扇区边界角度,减弱对以霍尔安装工艺来保证霍尔精度的依赖。
Description
技术领域
本发明涉及电机霍尔位置检测技术领域,尤其涉及一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法及系统。
背景技术
永磁同步电机是一种转子为永磁体,反电势为正弦波的三相交流电机,其相较于其他电机具有高效率、低噪音的优点。在对永磁同步电机进行驱动控制时,多采用矢量控制方法,而采用矢量控制方法时需要获取精准的转子位置信号。
现有常用的转子位置检测可以采用霍尔传感器,即是在永磁同步电机的电机定子上加装三个霍尔传感器来检测运行中电机磁极位置的六个扇区,每个扇区理论上为60度电气角度,从而实现电机驱动。对于一台未知的三相永磁同步电机,由于不清楚霍尔传感器的安装方式,以往的自动检测方式是先用无感的方式将电机驱动转起来,通过查看霍尔电平的跳变顺序,将三个霍尔组成的6个状态分别对应到6个扇区中,检测完毕后存入EEPROM中,这样的检测方式可以在对性能要求不高的场合使用。在实际应用中,由于霍尔安装方式和安装工艺的差异,霍尔安装后一般很难达到理论扇区的位置,往往会存在位置偏差,对于多对极的电机尤为明显,极对数越多,霍尔安装对电角度偏差影响越大。实际应用中一台电机的霍尔检测扇区位置与理论值可能偏差很多,使用理论扇区的边界角度进行补偿会对性能产生很大影响,想提高控制性能,必须要精确检测扇区边界的位置。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明提供一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法,所述三相永磁同步电机的定子上安装有三个霍尔传感器,所述三相永磁同步电机连接一电机驱动器;所述霍尔扇区边界检测方法包括:
步骤S1,所述电机驱动器向所述定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位;
步骤S2,所述电机驱动器控制所述电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤S3;
若否,则返回所述步骤S2;
步骤S3,所述电机驱动器根据所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号获取所述转子当前所在的霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第一边界角度;
步骤S4,所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果,随后退出;
若否,则返回所述步骤S2。
优选的,所述步骤S4中,保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度之后还包括一反向旋转检测过程,包括:
步骤A1,所述电机驱动器控制所述电流矢量根据所述预设频率沿所述预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤A2;
若否,则返回所述步骤A1;
步骤A2,所述电机驱动器根据所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号获取所述转子当前所在的所述霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第二边界角度;
步骤A3,所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各所述霍尔扇区对应的所述第二边界角度,随后转向步骤A4;
若否,则返回所述步骤A1;
步骤A4,所述电机驱动器计算相同所述霍尔扇区的所述第一边界角度和所述第二边界角度的平均值对应的所述霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有所述霍尔扇区的所述扇区边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存,随后退出。
优选的,所述步骤S4中,所述电机驱动器在判断所述电流矢量旋转一周时,还包括控制所述电流矢量停止旋转并持续一第一时间段,随后执行所述步骤A1。
优选的,所述步骤A3中,所述电机驱动器在判断所述电流矢量旋转一周时,还包括制所述电流矢量停止旋转并持续一第二时间段。
优选的,所述电机驱动器预先配置有一控制周期,所述电机驱动器中配置有一计数器;
则所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周的过程包括:
步骤B1,所述电机驱动器在所述电流矢量每旋转一个所述控制周期时控制所述计数器进行一次计数并输出计数结果;
步骤B2,所述电机驱动器判断所述计数结果是否达到一预设值:
若是,则表示所述电流矢量旋转一周,并将所述计数器清零;
若否,则返回所述步骤B1。
优选的,所述当前相位的计算公式如下:
θ=θ0±Fr*360*CounterTs*Ts
其中,θ表示所述当前相位,θ0表示所述初始相位,Fr表示所述预设频率,CounterTs表示所述计数结果,Ts表示所述控制周期;
所述预设方向为顺时针方向时,所述计算公式中的运算符号取+;
所述预设方向为逆时针方向时,所述计算公式中的运算符号取-。
优选的,所述步骤S1包括:
步骤S11,所述电机驱动器向所述定子施加具有所述初始相位的所述电流矢量,同时控制所述电流矢量的幅值由一第一幅值逐渐增加至一第二幅值;
步骤S12,所述电机驱动器向所述定子持续施加具有所述初始相位和所述第二幅值的所述电流矢量一第三时间段,以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位。
优选的,所述第一幅值为0,所述第二幅值不大于所述三相永磁同步电机的额定电流。
本申请还提供一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测系统,应用上述的霍尔扇区边界检测方法,所述霍尔扇区边界检测系统包括:
三相永磁同步电机,所述三相永磁同步电机的定子上安装有三个霍尔传感器;
电机驱动器,连接所述三相永磁同步电机,所述电机驱动器包括:
预定位模块,用于向所述定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位;
驱动模块,连接所述预定位模块,用于在所述转子运行至所述初始相位后,控制所述电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中检测到任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第一处理信号;
处理模块,连接所述驱动模块,用于根据所述第一处理信号获取所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号处理得到所述转子当前所在的霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第一边界角度;
判断模块,连接所述处理模块,用于在判断所述电流矢量已经旋转一周时,保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果。
优选的,所述电机驱动器还包括一反向检测模块,连接所述判断模块,所述反向检测模块包括:
反向驱动单元,用于在所述判断模块判断所述电流矢量已经旋转一周时,控制所述电流矢量根据所述预设频率沿所述预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第二处理信号;
第一处理单元,连接所述反向驱动单元,用于根据所述第二处理信号获取所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号处理得到所述转子当前所在的所述霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第二边界角度;
判断单元,连接所述第一处理单元,用于在判断所述电流矢量已经旋转一周时,保存各所述霍尔扇区对应的所述第二边界角度;
第二处理单元,连接所述判断单元,用于计算相同所述霍尔扇区的所述第一边界角度和所述第二边界角度的平均值对应的所述霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有所述霍尔扇区的所述扇区边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
1)能够自动精准检测三相永磁同步电机的霍尔扇区的扇区边界角度,为使用低成本霍尔传感器的永磁同步电机实现高性能驱动提供前提条件,减弱对以霍尔安装工艺来保证霍尔精度的依赖;
2)通过将预设方向旋转得到的第一边界角度和反方向旋转得到的第二边界角度相加求平均,能够消除旋转过程中由于定子电流矢量与转子磁链之间的相位差不为0造成的误差,使得检测结果更加精确;
3)方便电机加工厂商快速验证霍尔传感器的装配精度,加快霍尔装配,同时方便电机驱动器厂商快速了解一个未知电机的霍尔安装位置,加快开发进度,具有较高的使用推广价值;
4)对于使用霍尔位置传感器的永磁同步电机需要进行高性能控制时,可以精确检测三个霍尔划分的扇区边沿角度信息,进而可以使用该扇区边沿角度信息进行补偿提高控制性能。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中,霍尔扇区边界检测方法的流程示意图;
图2为本发明的较佳的实施例中,反向旋转检测过程的流程示意图;
图3为本发明的较佳的实施例中,电机驱动器判断电流矢量是否旋转一周的过程的流程示意图;
图4为本发明的较佳的实施例中,控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位的过程流程示意图;
图5为本发明的较佳的实施例中,霍尔扇区边界检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式,只要符合本发明的主旨,则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中,基于现有技术中存在的上述问题,现提供一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法,三相永磁同步电机的定子上安装有三个霍尔传感器,三相永磁同步电机连接一电机驱动器;如图1所示,霍尔扇区边界检测方法包括:
步骤S1,电机驱动器向定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位;
步骤S2,电机驱动器控制电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤S3;
若否,则返回步骤S2;
步骤S3,电机驱动器根据所有霍尔传感器输出的霍尔信号获取转子当前所在的霍尔扇区,并根据预设频率和初始相位处理得到电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第一边界角度;
步骤S4,电机驱动器判断电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各霍尔扇区对应的第一边界角度作为三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果,随后退出;
若否,则返回步骤S2。
具体地,本实施例中,永磁同步电机通过定子电流产生的定子磁场与转子永磁体磁场相互作用产生力矩,电机输出力矩与定子电流关系表达式如下:
Te=p*|ψf|*|is|*sinδ
其中,Te表示电机输出力矩,δ是定子电流矢量is与转子磁链ψf之间的夹角。通过控制定子电流矢量的幅值和相位就可以控制转子的输出力矩。根据上述公式,通过给定电流矢量一定的幅值和相位,由于定子电流矢量与转子磁链之间存在相位差δ,就会产生对应的电磁力矩,拉动转子转动。当电机空载时,转子最终会停在定子电流矢量相位相同的位置,即δ等于0。此时,令定子电流矢量以非常低的转速旋转,由于δ开始不等于0,形成电磁力矩拉动转子转动,转子会以定子电流矢量相同的转速开始旋转,δ达到动态平衡。由于旋转速度非常低,同时又是空载,δ值非常小,此时认为定子电流矢量的相位就是转子位置。
基于上述理论支撑,本技术方案中,可以将待检测的三相永磁同步电机连接一电机驱动器,以通过该电机驱动器对三相永磁同步电机进行驱动,并在驱动过程中进行霍尔扇区边界检测。
在检测过程中,首先需要对转子进行预定位,本实施例中,通过向定子施加一定的电流矢量以将转子位置拉到与电流矢量相同的相位,即控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位,该初始相位可以为0,此时转子稳定停止,且转子位置与电流矢量具有相同的相位,换言之,可以用电流矢量的相位值表示转子位置。随后,控制电流矢量根据预设频率沿预设方向旋转一周,在旋转过程中,若任意一个霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变,则表明转子由一个扇区旋转到相邻的另一个扇区,霍尔信号发生跳变时刻对应的电流矢量的当前相位即是霍尔扇区的第一边界角度。上述预设频率可以选取一个较低的频率值,以使得转子跟随定子以一个极低的速度旋转,使得定子电流矢量与转子磁链之间存在的相位差足够小,进而可以采用电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第一边界角度。上述预设频率优选为0.1HZ,上述预设方向可以是顺时针方向,也可以是逆时针方向。
采用上述检测方法,能够自动精准检测三相永磁同步电机的霍尔扇区的扇区边界角度,为使用低成本霍尔传感器的永磁同步电机实现高性能驱动提供前提条件,减弱对以霍尔安装工艺来保证霍尔精度的依赖。在电机加工厂商进行霍尔传感器的安装时,能够采用上述检测方法快速验证霍尔传感器的装配精度,加快霍尔装配,进一步地,电机驱动器厂商需要获取一个未知电机的霍尔安装位置时,同样可以采用上述检测方法进行检测,进而加快开发进度,具有较高的使用推广价值;对于使用霍尔位置传感器的永磁同步电机需要进行高性能控制时,可以精确检测三个霍尔划分的扇区边沿角度信息,进而可以使用该扇区边沿角度信息进行补偿提高控制性能,提升电机的控制精准度。
本发明的较佳的实施例中,步骤S4中,保存各霍尔扇区对应的第一边界角度之后还包括一反向旋转检测过程,如图2所示,包括:
步骤A1,电机驱动器控制电流矢量根据预设频率沿预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤A2;
若否,则返回步骤A1;
步骤A2,电机驱动器根据所有霍尔传感器输出的霍尔信号获取转子当前所在的霍尔扇区,并根据预设频率和初始相位处理得到电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第二边界角度;
步骤A3,电机驱动器判断电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各霍尔扇区对应的第二边界角度,随后转向步骤A4;
若否,则返回步骤A1;
步骤A4,电机驱动器计算相同霍尔扇区的第一边界角度和第二边界角度的平均值对应的霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有霍尔扇区的扇区边界角度作为三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存,随后退出。
具体地,由于定子电流矢量与转子磁链之间存在相位差,才会产生对应的电磁力矩,拉动转子转动,因此,即使转子以极低速度运行,上述相位差足够小但依然存在,为进一步提升检测精度,本实施例中,通过控制电流矢量根据预设频率沿预设方向的反方向旋转一周,同样地,在反方向旋转过程中,若任意一个霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变,则表明转子由一个扇区旋转到相邻的另一个扇区,霍尔信号发生跳变时刻对应的电流矢量的当前相位即是霍尔扇区的第二边界角度,随后,将相同霍尔扇区的第一边界角度和第二边界角度取平均值,作为该霍尔扇区的扇区边界角度,从而消除相位差不为0造成的误差。
本发明的较佳的实施例中,步骤S4中,电机驱动器在判断电流矢量旋转一周时,还包括控制电流矢量停止旋转并持续一第一时间段,随后执行步骤A1。
具体地,本实施例中,步骤S4中,电机驱动器在判断电流矢量旋转一周时,表明电流矢量的当前相位已经回到初始相位,此时保持电流矢量的当前相位维持在初始相位一第一时间段,以控制电流矢量停止旋转,进而使得转子稳定停止,方便后续进行反方向旋转控制。优选的,上述第一时间段可以是1秒。
本发明的较佳的实施例中,步骤A3中,电机驱动器在判断电流矢量旋转一周时,还包括制电流矢量停止旋转并持续一第二时间段。
具体地,本实施例中,步骤A3中,电机驱动器在判断电流矢量旋转一周时,表明电流矢量的当前相位已经回到初始相位,此时保持电流矢量的当前相位维持在初始相位一第二时间段,以控制电流矢量停止旋转,进而使得转子稳定停止,随后停机,表示检测结束。优选的,上述第二时间段可以是1秒。
本发明的较佳的实施例中,电机驱动器预先配置有一控制周期,电机驱动器中配置有一计数器;
如图3所示,则电机驱动器判断电流矢量是否旋转一周的过程包括:
步骤B1,电机驱动器在电流矢量每旋转一个控制周期时控制计数器进行一次计数并输出计数结果;
步骤B2,电机驱动器判断计数结果是否达到一预设值:
若是,则表示电流矢量旋转一周,并将计数器清零;
若否,则返回步骤B1。
具体地,本实施例中,上述控制周期为电机驱动器的配置参数,如10KHZ的电机驱动器其控制周期可以是10ms,每个控制周期控制电流矢量行走一个固定角度。若电流矢量旋转一周为10S,则上述预设值为1000,换言之,计数结果达到1000次时表示电流矢量旋转一周。
本发明的较佳的实施例中,当前相位的计算公式如下:
θ=θ0±Fr*360*CounterTs*Ts
其中,θ表示当前相位,θ0表示初始相位,Fr表示预设频率,CounterTs表示计数结果,Ts表示控制周期;
预设方向为顺时针方向时,计算公式中的运算符号取+;
预设方向为逆时针方向时,计算公式中的运算符号取-。
本发明的较佳的实施例中,如图4所示,步骤S1包括:
步骤S11,电机驱动器向定子施加具有初始相位的电流矢量,同时控制电流矢量的幅值由一第一幅值逐渐增加至一第二幅值:
步骤S12,电机驱动器向定子持续施加具有初始相位和第二幅值的电流矢量一第三时间段,以控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位。
具体地,本实施例中,电流矢量的幅值由第一幅值逐渐增加值第二幅值时,幅值可以包括但不限于按照一固定斜率增加,使得转子平稳运行至初始相位。优选的,上述第三时间段可以是1S。进一步优选的,电流矢量的幅值增加至第二幅值后,后续检测过程中,该电流矢量的幅值保持第二幅值不变。
本发明的较佳的实施例中,第一幅值为0,第二幅值不大于三相永磁同步电机的额定电流。
具体地,本实施例中,上述第二幅值可以选取额定电流的0.8倍。
本申请还提供一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测系统,应用上述的霍尔扇区边界检测方法,如图5所示,霍尔扇区边界检测系统包括:
三相永磁同步电机1,三相永磁同步电机1的定子上安装有三个霍尔传感器2;
电机驱动器3,连接三相永磁同步电机1,电机驱动器3包括:
预定位模块31,用于向定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制三相永磁同步电机的转子运行至初始相位;
驱动模块32,连接预定位模块31,用于在转子运行至初始相位后,控制电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中检测到任意一霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第一处理信号;
处理模块33,连接驱动模块32,用于根据第一处理信号获取所有霍尔传感器输出的霍尔信号处理得到转子当前所在的霍尔扇区,并根据预设频率和初始相位处理得到电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第一边界角度;
判断模块34,连接处理模块33,用于在判断电流矢量已经旋转一周时,保存各霍尔扇区对应的第一边界角度作为三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果。
本发明的较佳的实施例中,电机驱动器3还包括一反向检测模块35,连接判断模块34,反向检测模块35包括:
反向驱动单元351,用于在判断模块判断电流矢量已经旋转一周时,控制电流矢量根据预设频率沿预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第二处理信号;
第一处理单元352,连接反向驱动单元351,用于根据第二处理信号获取所有霍尔传感器输出的霍尔信号处理得到转子当前所在的霍尔扇区,并根据预设频率和初始相位处理得到电流矢量的当前相位作为霍尔扇区的第二边界角度;
判断单元353,连接第一处理单元352,用于在判断电流矢量已经旋转一周时,保存各霍尔扇区对应的第二边界角度;
第二处理单元354,连接判断单元353,用于计算相同霍尔扇区的第一边界角度和第二边界角度的平均值对应的霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有霍尔扇区的扇区边界角度作为三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存。
以上所述仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测方法,所述三相永磁同步电机的定子上安装有三个霍尔传感器,所述三相永磁同步电机连接一电机驱动器;其特征在于,所述霍尔扇区边界检测方法包括:
步骤S1,所述电机驱动器向所述定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位;
步骤S2,所述电机驱动器控制所述电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤S3;
若否,则返回所述步骤S2;
步骤S3,所述电机驱动器根据所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号获取所述转子当前所在的霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第一边界角度;
步骤S4,所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果,随后退出;
若否,则返回所述步骤S2;所述步骤S4中,保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度之后还包括一反向旋转检测过程,包括:
步骤A1,所述电机驱动器控制所述电流矢量根据所述预设频率沿所述预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号是否发生跳变:
若是,则转向步骤A2;
若否,则返回所述步骤A1;
步骤A2,所述电机驱动器根据所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号获取所述转子当前所在的所述霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第二边界角度;
步骤A3,所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周:
若是,则保存各所述霍尔扇区对应的所述第二边界角度,随后转向步骤A4;
若否,则返回所述步骤A1;
步骤A4,所述电机驱动器计算相同所述霍尔扇区的所述第一边界角度和所述第二边界角度的平均值对应的所述霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有所述霍尔扇区的所述扇区边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存,随后退出。
2.根据权利要求1所述的霍尔扇区边界检测方法,其特征在于,所述步骤S4中,所述电机驱动器在判断所述电流矢量旋转一周时,还包括控制所述电流矢量停止旋转并持续一第一时间段,随后执行所述步骤A1。
3.根据权利要求1所述的霍尔扇区边界检测方法,其特征在于,所述步骤A3中,所述电机驱动器在判断所述电流矢量旋转一周时,还包括制所述电流矢量停止旋转并持续一第二时间段。
4.根据权利要求1所述的霍尔扇区边界检测方法,其特征在于,所述电机驱动器预先配置有一控制周期,所述电机驱动器中配置有一计数器;
则所述电机驱动器判断所述电流矢量是否旋转一周的过程包括:
步骤B1,所述电机驱动器在所述电流矢量每旋转一个所述控制周期时控制所述计数器进行一次计数并输出计数结果;
步骤B2,所述电机驱动器判断所述计数结果是否达到一预设值:
若是,则表示所述电流矢量旋转一周,并将所述计数器清零;
若否,则返回所述步骤B1。
6.根据权利要求1所述的霍尔扇区边界检测方法,其特征在于,所述步骤S1包括:
步骤S11,所述电机驱动器向所述定子施加具有所述初始相位的所述电流矢量,同时控制所述电流矢量的幅值由一第一幅值逐渐增加至一第二幅值;
步骤S12,所述电机驱动器向所述定子持续施加具有所述初始相位和所述第二幅值的所述电流矢量一第三时间段,以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位。
7.根据权利要求6所述的霍尔扇区边界检测方法,其特征在于,所述第一幅值为0,所述第二幅值不大于所述三相永磁同步电机的额定电流。
8.一种三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测系统,其特征在于,应用如权利要求1-7中任意一项所述的霍尔扇区边界检测方法,所述霍尔扇区边界检测系统包括:
三相永磁同步电机,所述三相永磁同步电机的定子上安装有三个霍尔传感器;
电机驱动器,连接所述三相永磁同步电机,所述电机驱动器包括:
预定位模块,用于向所述定子施加具有一初始相位的一电流矢量以控制所述三相永磁同步电机的转子运行至所述初始相位;
驱动模块,连接所述预定位模块,用于在所述转子运行至所述初始相位后,控制所述电流矢量根据一预设频率沿一预设方向旋转,并在旋转过程中检测到任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第一处理信号;
处理模块,连接所述驱动模块,用于根据所述第一处理信号获取所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号处理得到所述转子当前所在的霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第一边界角度;
判断模块,连接所述处理模块,用于在判断所述电流矢量已经旋转一周时,保存各所述霍尔扇区对应的所述第一边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果;所述电机驱动器还包括一反向检测模块,连接所述判断模块,所述反向检测模块包括:
反向驱动单元,用于在所述判断模块判断所述电流矢量已经旋转一周时,控制所述电流矢量根据所述预设频率沿所述预设方向的反方向旋转,并在旋转过程中实时检测任意一所述霍尔传感器输出的霍尔信号发生跳变时输出一第二处理信号;
第一处理单元,连接所述反向驱动单元,用于根据所述第二处理信号获取所有所述霍尔传感器输出的所述霍尔信号处理得到所述转子当前所在的所述霍尔扇区,并根据所述预设频率和所述初始相位处理得到所述电流矢量的当前相位作为所述霍尔扇区的第二边界角度;
判断单元,连接所述第一处理单元,用于在判断所述电流矢量已经旋转一周时,保存各所述霍尔扇区对应的所述第二边界角度;
第二处理单元,连接所述判断单元,用于计算相同所述霍尔扇区的所述第一边界角度和所述第二边界角度的平均值对应的所述霍尔扇区的扇区边界角度,并将所有所述霍尔扇区的所述扇区边界角度作为所述三相永磁同步电机的霍尔扇区边界检测结果进行保存。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0831580A2 (de) * | 1996-09-21 | 1998-03-25 | AKO-Werke GmbH & Co. KG | Einrichtung zur Antriebsstromsteuerung eines elektrisch kommutierten Permanentmagnet-Motors |
CN101764553A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-06-30 | 上海大学 | 一种开关型霍尔传感器的永磁同步电机控制方法 |
JP2011030371A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Konica Minolta Business Technologies Inc | ブラシレスモータの電気角推定方法およびブラシレスモータ |
CN103078572A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-01 | 王子睿 | 一种永磁同步电机高精度转子位置估计方法 |
GB201323078D0 (en) * | 2013-12-27 | 2014-02-12 | Valeo Air Man Uk Ltd | A method checking the orientation of a magnetic ring position indicator |
CN107834914A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-23 | 安徽维新能源技术有限公司 | 基于霍尔的无刷电机转子角度计算方法 |
CN108322103A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-24 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种永磁同步电机相序校正方法及其装置 |
CN108400733A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-14 | 齐鲁工业大学 | 一种车用永磁同步电机的转子位置检测方法 |
CN108847792A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-11-20 | 张懿 | 一种霍尔位置传感器估算转子位置的方法 |
CN109217570A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 霍尔初始化参数的检测方法 |
CN110380653A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-10-25 | 江苏大学 | 基于霍尔位置传感器的矢量控制位置估计补偿方法 |
CN110932615A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-27 | 广东威灵电机制造有限公司 | 确定永磁同步电机转子角度位置的方法、装置及电机 |
CN112304211A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-02 | 南京奥普纳信息技术有限公司 | 一种通过反电动势校准电机霍尔扇区的方法 |
-
2021
- 2021-05-31 CN CN202110602800.0A patent/CN113358010B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0831580A2 (de) * | 1996-09-21 | 1998-03-25 | AKO-Werke GmbH & Co. KG | Einrichtung zur Antriebsstromsteuerung eines elektrisch kommutierten Permanentmagnet-Motors |
JP2011030371A (ja) * | 2009-07-27 | 2011-02-10 | Konica Minolta Business Technologies Inc | ブラシレスモータの電気角推定方法およびブラシレスモータ |
CN101764553A (zh) * | 2010-01-21 | 2010-06-30 | 上海大学 | 一种开关型霍尔传感器的永磁同步电机控制方法 |
CN103078572A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-01 | 王子睿 | 一种永磁同步电机高精度转子位置估计方法 |
GB201323078D0 (en) * | 2013-12-27 | 2014-02-12 | Valeo Air Man Uk Ltd | A method checking the orientation of a magnetic ring position indicator |
CN109217570A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 | 霍尔初始化参数的检测方法 |
CN107834914A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-23 | 安徽维新能源技术有限公司 | 基于霍尔的无刷电机转子角度计算方法 |
CN108322103A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-24 | 浙江国自机器人技术有限公司 | 一种永磁同步电机相序校正方法及其装置 |
CN108400733A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-14 | 齐鲁工业大学 | 一种车用永磁同步电机的转子位置检测方法 |
CN108847792A (zh) * | 2018-07-20 | 2018-11-20 | 张懿 | 一种霍尔位置传感器估算转子位置的方法 |
CN110932615A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-27 | 广东威灵电机制造有限公司 | 确定永磁同步电机转子角度位置的方法、装置及电机 |
CN110380653A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-10-25 | 江苏大学 | 基于霍尔位置传感器的矢量控制位置估计补偿方法 |
CN112304211A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-02-02 | 南京奥普纳信息技术有限公司 | 一种通过反电动势校准电机霍尔扇区的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
基于霍尔信号的PMSM初始位置定位研究;张英范等;《广东轻工职业技术学院学报》;20110331;第10卷(第1期);第1-4页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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