[发明专利]一种有感无刷直流电机驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动系统，具体是指一种有感无刷直流电机驱动方法。

背景技术

无刷直流电动机（以下简称电机）由于其电机和驱动器的成本较低，以及结构较为简单等特点而被广泛地运用在诸如计算机的冷却电风扇和洗衣机的排水泵等领域。在实际使用过程中，这类单相电机通常采用霍耳元件来作为电机转子位置的传感器，以根据转子位置产生切换电流所需要的控制信号。

为了确保其控制信号的精确度，这些霍耳元件必须准确、可靠地安装在电机转子磁钢的附近，以确保霍尔元件能准确、可靠地检测到转子磁钢的磁场变化。如果霍耳元件的位置发生偏差，则电机的效率不仅会下降，并且还会增大电机的运行噪音。目前人们为了降低成本，许多单相无刷直流电机无法采用复杂的霍尔元件紧固件。另外，因为生产过程必须简化，无法在生产过程中对霍尔器件的位置精度进行测试，这些因素不可避免造成电机的霍尔元件位置出现偏差，降低了电机生产合格率；此外，由于电机的霍耳元件在经过电机一段时间的运行之后，其位置往往也会因为震动等原因发生一些偏移，也会降低电机的效率和增加电机的噪音。

发明内容

本发明的目的在于克服目前无刷直流电动机因各种原因导致其霍尔元件产生位置偏差，从而导致电机生产合格率下降以及噪音增加的缺陷，提供一种能彻底解决以上缺陷的有感无刷直流电机驱动方法。

本发明通过以下技术方案来实现：一种有感无刷直流电机驱动方法，主要包括以下步骤：

（1）启动电源后，系统自动进入有感电机启动模式，然后按有感驱动模式运行；

（2）系统根据霍尔传感器的信号计算电机转速n；

（3）判定该电机转速n是否大于预定的“有感”驱动转换到“无感”驱动的门槛转速n_a?

（4）若电机转速n>门槛转速n_a ，则系统切换到无感驱动模式，并执行步骤（5），否则系统根据输入的运行控制信号再判定是否继续运行；若判定继续执行，则系统重新进入有感驱动模式，否则，系统停止运行；

（5）系统根据电机位置信号计算电机转速n；

（6）判定电机转速n是否大于预定的“无感”驱动转换到“有感”驱动的门槛转速n_b？

（7）若电机转速n>n_b，则系统继续在无感驱动模式下运行；若n￡n_b, 则根据运行状态控制信号再次判定是否继续运行，是则系统返回步骤（1）重新进入有感驱动模式，否则系统停止运行。

其中，步骤（4）中所述的“系统切换到无感驱动模式”，具体包括以下步骤：

（41）利用有感位置信号或者对反电势的过零点的检测，计算电机转速和驱动频率，并按预设的稳态运行的待电区的电角度生成下半周的待电区的宽度；

（42）判定半周频率是否大于预设最低速度的频率？

（43）是，则检测负半周或正半周反电势的过零点，计算其频率，并按预设的稳态运行的待电区的电角度生成下半周的待电区的宽度；否，则系统停止运行；

（44）判定半周频率是否大于预设最低速度的频率？是，则返回步骤（41）；否，则系统停止运行。

步骤（41）和步骤（43）中所述的“计算电机驱动频率”是指根据公式来计算正半周或者负半周反电势的电压频率，其中，t_new 为刚检测到的转子位置的时间，t_old 为t_new 之前的上一个转子位置检测到的时间。

步骤（41）和步骤（43）中所述的“并按预设的稳态运行的待电区的电角度生成下半周的待电区的宽度”根据公式T_HC/（180°/β_稳）来计算，其中，β_稳为预设的稳态运行的待电区的电角度，T_HC为本半周期的时间长度。

为了确保使用效果，所生成的下半周待电区的宽度的取值范围为5°～90°电角度，且步骤（1）中所述的“有感”驱动转换到“无感”驱动的门槛转速n_a大于“无感”驱动转换到“有感”驱动的门槛转速n_b。

一种有感无刷直流电机驱动方法，主要包括以下步骤：

（1）启动电源后，系统自动进入有感电机启动模式，然后按有感驱动模式运行；

（2）系统根据霍尔传感器的信号计算电机转速n，并记录在有感驱动模式状态下的转子旋转的圈数N；