CN211151853U - 新型无感无刷电机驱动 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了新型无感无刷电机驱动，包括控制接入器输入端HALL A和输出信号端口，所述控制接入器输入端HALL A的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL B，且控制接入器输入端HALL B的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL C。本实用新型的有益效果是：此检测方式和反电动势法都是检测第三相信号，再六步换相控制中，每一个换相周期将有一相绕组处于不导通状态，因此通过检测第三相反电动势信号，可检测到转子磁极在该绕组经过的时刻(在AB绕组通电时检测C相的反电动势)，本文中的方式则是检测电机不导通相的60度点进行换相，直接检测换相点，无需延时换相。
Description
技术领域
本实用新型涉及新型无感无刷电机驱动技术领域，具体为新型无感无刷电机驱动。
背景技术
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机，又称无换向器电机。早在十九纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。上世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。
目前无刷直流电机的驱动方式有无感和有感两种，有感无刷电机是无刷电机中装有位置传感器，驱动器通过位置传感器信号换相，无感无刷没位置传感器，驱动器通过反电动势信号判断转子位置换相，目前行业内的无感检测方式基本使用的是反电动势法，是通过测量三相绕组的端点电位与中心点间的电压来实现的，当某端点电位与中心点电位相时认为该相位反电动势过零，再延时30度电角度进行换相，此方式有很多不足之处：电阻分压降低了被检测信号的灵敏度，低速检测困难；需要创建一个虚拟中性点；启动时反电动势为零，所以需要‘盲’启动，启动不如有感电机平稳，而使用本文中的检测方式可以使电机启动跟有感一样平稳。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供新型无感无刷电机驱动，以解决上述背景技术中提出的目前无刷直流电机的驱动方式有无感和有感两种，有感无刷电机是无刷电机中装有位置传感器，驱动器通过位置传感器信号换相，无感无刷没位置传感器，驱动器通过反电动势信号判断转子位置换相，目前行业内的无感检测方式基本使用的是反电动势法，是通过测量三相绕组的端点电位与中心点间的电压来实现的，当某端点电位与中心点电位相时认为该相位反电动势过零，再延时30度电角度进行换相，此方式有很多不足之处：电阻分压降低了被检测信号的灵敏度，低速检测困难；需要创建一个虚拟中性点；启动时反电动势为零，所以需要‘盲’启动，启动不如有感电机平稳的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：新型无感无刷电机驱动，包括控制接入器输入端HALL A和输出信号端口，所述控制接入器输入端HALL A的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL B，且控制接入器输入端HALL B的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL C，所述控制接入器输入端HALL A、控制接入器输入端HALL B和控制接入器输入端HALL C的输出端口电性连接有输出信号端口。
优选的，所述控制接入器输入端HALL A包括有电阻R33、电阻 R35、电阻R41和电容C17，且电阻R33的输入端电性连接有电阻R35，所述控制接入器输入端HALL A的输出端电性连接有电阻R41，且控制接入器输入端HALL A的输出端电性连接有电容C17。
优选的，所述控制接入器输入端HALL B包括有电阻R37、电阻 R54、电阻R40和电容C16，且电阻R37的输出端电性连接有电阻R54，所述控制接入器输入端HALL B的输出端电性连接有电阻R40，且控制接入器输入端HALL B的输出端电性连接有电容C16。
优选的，所述控制接入器输入端HALL C包括有电阻R38、电阻 R55、电阻R39和电容C7，且电阻R38的输出端电性连接有电阻R55，所述控制接入器输入端HALL C的输出端电性连接有电阻R39，且控制接入器输入端HALL C的输出端电性连接有电容C7。
优选的，所述控制接入器输入端HALL A、控制接入器输入端HALL B和控制接入器输入端HALL C与输出信号端口电性并联连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：此检测方式和反电动势法都是检测第三相信号，再六步换相控制中，每一个换相周期将有一相绕组处于不导通状态，因此通过检测第三相反电动势信号，可检测到转子磁极在该绕组经过的时刻(在AB绕组通电时检测C相的反电动势)，本文中的方式则是检测电机不导通相的60度点进行换相，直接检测换相点，无需延时换相。
附图说明
图1为本实用新型三相电压与中性点检测电路；
图2为本实用新型检测电源控制电路；
图3为本实用新型检测电源控制电路的调速器接口电路；
图4为本实用新型检测电流检测电路；
图5为本实用新型电机驱动电路。
图中：1、控制接入器输入端HALL A；2、控制接入器输入端HALL B；3、控制接入器输入端HALL C；4、输出信号端口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型提供技术方案：新型无感无刷电机驱动，包括控制接入器输入端HALL A1、控制接入器输入端HALL B2、控制接入器输入端HALL C3和输出信号端口4，控制接入器输入端 HALL A1的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL B2，且控制接入器输入端HALL B2的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL C3，控制接入器输入端HALL A1、控制接入器输入端HALL B2和控制接入器输入端HALL C3的输出端口电性连接有输出信号端口4；
控制接入器输入端HALL A1包括有电阻R33、电阻R35、电阻R41 和电容C17，且电阻R33的输入端电性连接有电阻R35，控制接入器输入端HALL A1的输出端电性连接有电阻R41，且控制接入器输入端 HALL A1的输出端电性连接有电容C17；
控制接入器输入端HALL B2包括有电阻R37、电阻R54、电阻R40 和电容C16，且电阻R37的输出端电性连接有电阻R54，控制接入器输入端HALL B2的输出端电性连接有电阻R40，且控制接入器输入端HALL B2的输出端电性连接有电容C16；
控制接入器输入端HALL C3包括有电阻R38、电阻R55、电阻R39 和电容C7，且电阻R38的输出端电性连接有电阻R55，控制接入器输入端HALL C3的输出端电性连接有电阻R39，且控制接入器输入端 HALL C3的输出端电性连接有电容C7；
控制接入器输入端HALL A1、控制接入器输入端HALL B2和控制接入器输入端HALLC3与输出信号端口4电性并联连接；
从PWM-ON时刻反电动势波形中可以看到过零点后需要延时30度左右进行换相，而电机在低速时的转速不稳定(特别是电动工具类)，低速时的反电动势信号极弱，无法在PWM-OFF时刻检测零点。在 PWM-ON时刻采样，中性点电压可参考VBUS/2电压或(Ua-Uc)/2，可直接由母线直流分压得到或由单片机采样运算得到；
在PWM导通时刻采样检测零点，无需考虑相位偏移，检测到零点后延时30度左右即可换相，但是在电机带载启动时转速不稳定或者启动转速极低时，使用延时换相方式会出现提前换相或之后换相的问题；
转速较低时，如果检测换相点即可直接完成换相，无需做延时换相操作。
参考以下公式可计算得出换相点电压:
在不导通相上升时：Us＝(Ua-Uc)*Kr
在不导通相下降时：Us＝(Ua-Uc)*Kf
Kr参考值0.68
Kf参考值0.4
Kr、Kf是换相阈值系数，可使用参考值按照换相的偏移角度进行调整。此方式在2对极电机、PWM频率8K时最高转速可达到4000 转，达到此转速后电机转速相对稳定，可根据反电动势信号换相。是切换“检测零点”方式的过程，PWM频率从8K到16K，性能较好的 MCU可全程使用16K方式检测。
工作原理：对于这类的新型无感无刷电机驱动首先通过电源控制：此电路是通过按键触发启动，短接CON1的1、2脚，使PWR_ACTIVE 输入VBUS电压打开MOSQ8，系统得电后MCU设置PWR_CTRL为高电位，这时电路会一直保持供电状态，直到PWR_CTRL设为低电位，从OVP端可测量分压后的VBUS电压，随后电流检测：I_shunt经过运算放大器后输入到MCU内，用作过流保护和预定位，
公式为OP0_O＝(1+R31/R23)I_shunt，
OC_FAULT接到MCU第16脚，用作触发短路保护中断；
最后在电机驱动中：三个半桥和MOS栅极驱动器，C22-C25为自举升压电容，在三相UVW置低后通过D1-D3为其充电。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其同物限定。
Claims (5)
1.新型无感无刷电机驱动，包括控制接入器输入端HALL A(1)和输出信号端口(4)，其特征在于：所述控制接入器输入端HALL A(1)的输出端电性连接有控制接入器输入端HALLB(2)，且控制接入器输入端HALL B(2)的输出端电性连接有控制接入器输入端HALL C(3)，所述控制接入器输入端HALL A(1)、控制接入器输入端HALL B(2)和控制接入器输入端HALLC(3)的输出端口电性连接有输出信号端口(4)。
2.根据权利要求1所述的新型无感无刷电机驱动，其特征在于：所述控制接入器输入端HALL A(1)包括有电阻R33、电阻R35、电阻R41和电容C17，且电阻R33的输入端电性连接有电阻R35，所述控制接入器输入端HALL A(1)的输出端电性连接有电阻R41，且控制接入器输入端HALL A(1)的输出端电性连接有电容C17。
3.根据权利要求1所述的新型无感无刷电机驱动，其特征在于：所述控制接入器输入端HALL B(2)包括有电阻R37、电阻R54、电阻R40和电容C16，且电阻R37的输出端电性连接有电阻R54，所述控制接入器输入端HALL B(2)的输出端电性连接有电阻R40，且控制接入器输入端HALL B(2)的输出端电性连接有电容C16。
4.根据权利要求1所述的新型无感无刷电机驱动，其特征在于：所述控制接入器输入端HALL C(3)包括有电阻R38、电阻R55、电阻R39和电容C7，且电阻R38的输出端电性连接有电阻R55，所述控制接入器输入端HALL C(3)的输出端电性连接有电阻R39，且控制接入器输入端HALL C(3)的输出端电性连接有电容C7。
5.根据权利要求1所述的新型无感无刷电机驱动，其特征在于：所述控制接入器输入端HALL A(1)、控制接入器输入端HALL B(2)和控制接入器输入端HALL C(3)与输出信号端口(4)电性并联连接。
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Family Applications (1)
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| CN202020257849.8U Active CN211151853U (zh) | 2020-03-05 | 2020-03-05 | 新型无感无刷电机驱动 |
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2020
- 2020-03-05 CN CN202020257849.8U patent/CN211151853U/zh active Active
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