專利名稱：一種具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)控制器的控制方法，具體來(lái)說(shuō)涉及一種具有霍爾容錯(cuò)功 能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法。
背景技術(shù)：
五相無(wú)刷直流電機(jī)與現(xiàn)有的三相無(wú)刷直流電機(jī)相比，五相無(wú)刷直流電機(jī)可以使電 機(jī)的繞組利用率由66. 7%提高到80%，電機(jī)的功率密度大大提高，低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)矩提高 了 20%以上，換相時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)減少為額定轉(zhuǎn)矩的25%。同時(shí)，在輸出同樣功率的情 況下，每相繞組的電流減少了一半，產(chǎn)品的可靠性得到進(jìn)一步提高。五相無(wú)刷直流電機(jī)與控制器連接的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附

圖1所示，五相繞組采用星形連 接，每相繞組的一端與控制器的輸出相連接，另一端全部連接在一起。電機(jī)的五個(gè)霍爾信號(hào) 線與控制器連接，控制器全橋開(kāi)關(guān)回路的導(dǎo)通和關(guān)斷受電機(jī)霍爾信號(hào)的控制，霍爾信號(hào)共 有十種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)連接電機(jī)各相繞組的開(kāi)關(guān)回路的上下橋臂的導(dǎo)通和關(guān)斷也有十種狀態(tài); 在同一時(shí)刻，有兩個(gè)上橋臂和另外兩個(gè)下橋臂的開(kāi)關(guān)開(kāi)通，剩下一個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)都關(guān)斷，這 樣，電機(jī)的四相繞組通電，一相繞組斷電；當(dāng)霍爾狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)通的四個(gè)橋臂的一個(gè) 上橋(下橋)開(kāi)關(guān)關(guān)斷，先前未導(dǎo)通橋臂上橋(下橋)開(kāi)關(guān)開(kāi)通，這樣，導(dǎo)通的繞組關(guān)斷一 相，非導(dǎo)通一相繞組開(kāi)通，完成繞組切換；在360°周期內(nèi)，每相繞組的上橋臂在180°內(nèi) 導(dǎo)通144°、關(guān)斷36°，下橋臂在另外180°內(nèi)導(dǎo)通144°、關(guān)斷36°，合計(jì)每相繞組導(dǎo)通 288°、關(guān)斷72°。下表1是霍爾完全正常時(shí)的導(dǎo)通邏輯，其中的霍爾信號(hào)可以是其他信號(hào) 形式，十種狀態(tài)的位置信號(hào)真值可以有不同，但一定是十種狀態(tài)，開(kāi)通和關(guān)斷各個(gè)橋臂順序 可以不同，但一定是十種開(kāi)通和關(guān)斷狀態(tài)。
權(quán)利要求
1 一種具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在于當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)霍 爾損壞時(shí)，若五相無(wú)刷直流電機(jī)正處于運(yùn)行過(guò)程中，則所述控制器根據(jù)霍爾損壞的狀況將 切換到相應(yīng)的容錯(cuò)處理模式，在霍爾損壞情況不發(fā)生變化時(shí)，一直維持所述容錯(cuò)處理模式； 若五相無(wú)刷直流電機(jī)正處于靜止?fàn)顟B(tài)，則使用外力輔助電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，所述控制器根 據(jù)霍爾損壞的狀況切換到相應(yīng)的容錯(cuò)處理模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在 于所述霍爾損壞的狀況包括三種第一種狀況為某一個(gè)霍爾損壞，第二種狀況為相鄰的 兩個(gè)霍爾損壞，第三種狀況為不相鄰的兩個(gè)霍爾損壞，第四種為三個(gè)及三個(gè)以上霍爾損壞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在 于所述相應(yīng)于第一種霍爾損壞狀況或者第二種霍爾損壞狀況的容錯(cuò)處理模式的處理過(guò)程 為(al)確定損壞的霍爾； (a2)根據(jù)損壞的霍爾的導(dǎo)通邏輯表，查找到特殊霍爾信號(hào)狀態(tài)，所述特殊霍爾狀態(tài)為 狀態(tài)標(biāo)號(hào)不同而霍爾信號(hào)狀態(tài)值相同的霍爾信號(hào)狀態(tài)，所述每個(gè)特殊霍爾信號(hào)狀態(tài)依次對(duì) 應(yīng)兩種MOS管導(dǎo)通關(guān)系A(chǔ)2和B2，普通的每個(gè)霍爾信號(hào)狀態(tài)對(duì)應(yīng)唯一一種MOS管導(dǎo)通關(guān)系；(a3)檢測(cè)當(dāng)前霍爾信號(hào)狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前霍爾信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)通關(guān)系開(kāi)關(guān)MOS 管，其中當(dāng)檢測(cè)到霍爾信號(hào)狀態(tài)為特殊霍爾信號(hào)時(shí)，先按導(dǎo)通關(guān)系A(chǔ)2開(kāi)關(guān)MOS管，導(dǎo)通關(guān) 系A(chǔ)2運(yùn)行時(shí)間達(dá)到換相時(shí)間時(shí)，再按照導(dǎo)通關(guān)系B2開(kāi)關(guān)MOS管；當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前霍爾信號(hào)變 化為普通霍爾信號(hào)時(shí)，則按照該普通霍爾信號(hào)的導(dǎo)通關(guān)系開(kāi)關(guān)MOS管；重復(fù)步驟(a3)直到 運(yùn)行結(jié)束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制器的控制方法，其 特征在于所述第一種霍爾損壞狀況下共有8種霍爾信號(hào)狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號(hào)狀 態(tài)共有兩種，普通霍爾信號(hào)狀態(tài)共有六種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制器的控制方法，其 特征在于所述第二種霍爾損壞狀況下共有6種霍爾信號(hào)狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號(hào)狀 態(tài)共有四種，普通霍爾信號(hào)狀態(tài)共有兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在 于所述步驟(a!3)中的換相時(shí)間為當(dāng)電機(jī)未啟動(dòng)時(shí)，所述換相時(shí)間為預(yù)設(shè)的換相時(shí)間，當(dāng) 電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，所述換相時(shí)間為當(dāng)前經(jīng)過(guò)的霍爾信號(hào)狀態(tài)的平均運(yùn)行時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在 于所述相應(yīng)于第三種霍爾損壞狀況的容錯(cuò)處理模式的處理過(guò)程為(bl)確定損壞的霍爾；(b2)根據(jù)損壞的霍爾的導(dǎo)通邏輯表，查找到特殊霍爾信號(hào)狀態(tài)，所述特殊霍爾狀態(tài)為 狀態(tài)標(biāo)號(hào)不同而霍爾信號(hào)狀態(tài)值相同的霍爾信號(hào)狀態(tài)，所述每個(gè)特殊霍爾信號(hào)狀態(tài)依次對(duì) 應(yīng)三種MOS管導(dǎo)通關(guān)系A(chǔ)3、B3和C3，普通的每個(gè)霍爾信號(hào)狀態(tài)對(duì)應(yīng)唯一一種MOS管導(dǎo)通關(guān) 系；檢測(cè)當(dāng)前霍爾信號(hào)狀態(tài)，根據(jù)當(dāng)前霍爾信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的導(dǎo)通關(guān)系開(kāi)關(guān)MOS管；(b3)當(dāng)檢測(cè)到霍爾信號(hào)狀態(tài)為特殊霍爾信號(hào)時(shí)，先按導(dǎo)通關(guān)系A(chǔ)3開(kāi)關(guān)MOS管，導(dǎo)通關(guān) 系A(chǔ)3運(yùn)行時(shí)間達(dá)到當(dāng)前經(jīng)過(guò)的霍爾信號(hào)狀態(tài)的平均運(yùn)行時(shí)間后，再按照導(dǎo)通關(guān)系B3開(kāi)關(guān) MOS管，導(dǎo)通關(guān)系B3運(yùn)行時(shí)間達(dá)到當(dāng)前經(jīng)過(guò)的霍爾信號(hào)狀態(tài)的平均運(yùn)行時(shí)間后，再按照導(dǎo)通關(guān)系C3開(kāi)關(guān)MOS管；當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前霍爾信號(hào)為普通霍爾信號(hào)時(shí)，則按照該普通霍爾信號(hào) 的導(dǎo)通關(guān)系開(kāi)關(guān)MOS管；重復(fù)步驟(b3)直到運(yùn)行結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，其特征在 于所述第三種霍爾損壞狀況下共有6種霍爾信號(hào)狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號(hào)狀態(tài)共有 兩種，普通霍爾信號(hào)狀態(tài)共有四種。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制器的控制方法，其 特征在于所述相應(yīng)于第四種霍爾損壞狀況的容錯(cuò)處理模式的處理過(guò)程為所述控制器進(jìn) 入保護(hù)狀態(tài)，無(wú)輸出，重新上電后解除保護(hù)，當(dāng)損壞的霍爾修復(fù)后再切換回正常的霍爾狀態(tài) 控制模式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有霍爾容錯(cuò)功能的五相無(wú)刷直流電機(jī)控制方法，該控制處理過(guò)程為當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)霍爾損壞時(shí)，若五相無(wú)刷直流電機(jī)正處于運(yùn)行過(guò)程中，則所述控制器根據(jù)霍爾損壞的狀況將切換到相應(yīng)的容錯(cuò)處理模式，在霍爾損壞情況不發(fā)生變化時(shí)，一直維持所述容錯(cuò)處理模式；若五相無(wú)刷直流電機(jī)正處于靜止?fàn)顟B(tài)，則使用外力輔助電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，所述控制器根據(jù)霍爾損壞的狀況切換到相應(yīng)的容錯(cuò)處理模式。該控制方法可以保證五相無(wú)刷直流電機(jī)在一個(gè)或兩個(gè)霍爾損壞的情況下也能讓電機(jī)繼續(xù)正常運(yùn)行，降低電機(jī)因?yàn)榛魻枔p壞帶來(lái)的返修率。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102075126SQ20101052649
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者屈曉峰, 李宇, 陳黎明 申請(qǐng)人:中國(guó)電器科學(xué)研究院, 廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司