[发明专利]一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机传动领域，更具体的说，涉及一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及系统。

背景技术

无刷直流电机的转子由永磁稀土材料制成，磁极交替排列在转子轴上，换相采用电子换相，具有良好的转矩转速特性、使用寿命长、能效利用高，广泛应用于现代生产生活中。目前无刷直流电机的控制方式主要有基于传感器控制和无传感器控制。无传感器控制方式是目前正在研究和测试的技术，尽管已经有部分技术应用在汽车及工控领域，但是仍存在很多问题需要解决。基于传感器的控制方式工作性能稳定，可以工作在工况比较恶劣的环境下，因此被广泛应用，其中代表的就是基于霍尔传感器的控制方式。

霍尔传感器处在N极或者S极的磁场中时，会相应的输出数字信号“0”或者“1”，当N极或者S极交替转动的时候，霍尔传感器就会连续输出数字信号。三相无刷直流电机换相是通过不同时间按一定顺序选择其中两相通电实现的。因此，基于霍尔传感器控制的电机就是根据转子交替磁极转动时，安装在电机内部的霍尔传感器输出不同的信号组，然后根据这些信号组对应的给电机其中两相通电，实现电机换相操作。一般霍尔传感器在电机内部呈60°电角度或者120°电角度排列，而电机需要6次换相才能完成一个电周期的换相操作，也即每60°电角度换相一次，因此3个霍尔传感器只能输出6组有效信号，即：当呈60°电角度排列时有“000、001、011、100、110、111”；当呈120°电角度排列时有“001-110”。当转子刚好在60°、120°、180°、240°、300°、360°六个角度处换相时，电机效率最高，也就是说在这6个位置霍尔传感器需要刚好出现信号组跳变，这就要求3个霍尔传感器的安装位置要非常精确，这就增加了霍尔传感器的安装难度。但是如果霍尔传感器安装位置不对，会导致电机换相提前或者滞后，影响电机的效率，严重的甚至会烧毁电机。

中国专利CN102025305A提供了无刷直流电机霍尔相序检测方法，该方法可以有效的检测出霍尔信号对应的换相顺序，但是未提及霍尔传感器安装位置检测的方法，所提供的设备不具体此功能。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种用于确定换相点处的霍尔传感器的安装位置的无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法及系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置检测方法，包括步骤：

A、根据无刷直流电机的极对数N，确定转子一个电周期六次换相完成后需要转动的机械角度θ=360°/N；

计算三个霍尔传感器之间的相对安装角度，即：相对安装角度α=排列角度β/N，其中β为60°或者120°；

B、采用一相通正电、第二相接地、第三相悬空的原则，预设无刷直流电机的通电顺序；利用短时脉冲定位的方式，以预设的通电顺序中的相邻两次通电顺序给电机通电，以第二次通电后的转子停止的位置为转子的初始位置P1，即机械角度θ的0°位置；

C、转子的初始位置P1以及预设的通电顺序为基准，预设一个无刷直流电机的转子的旋转方向，并确定该旋转方向对应的换相顺序，按换相顺序依次通电，每次通电后转子运动的θ为360°/(N*6)，确定完成θ剩下5次通电顺序，即电机的换相顺序，并且标记出每次通电后转子停止的位置P2、P3、P4、P5、P6；

D、步骤C确定好电机三相的换相顺序信息后，将转子手动转动到P2处；同时按步骤A得到的相对安装角度固定好三个霍尔传感器，将三个霍尔传感器加电后将其放入转子磁场中；

E、按步骤C得到的电机六次换相对应的通电顺序，在P2位置第一次换相时的电角度μ通电，此时转子会停止在P1处，记录此时三个霍尔传感器输出的信号组；

F、以步骤6获得的转子信息P1及此时的霍尔信号组为基准，按步骤C中转子旋转方向相反的方向，移动固定好的三个霍尔传感器直到霍尔传感器的信号组发生第一次跳变后停止，记录此时的位置，此位置即为霍尔传感器的安装位置。

进一步的，所述N=5。

进一步的，所述步骤C中的转子旋转方向为顺时针方向或逆时针方向。

一种无刷直流电机霍尔传感器安装位置的测量系统，所述测量系统包括检测装置和检测模块；所述检测装置包括转盘，所述转盘上固定有三个机械臂，所述每个机械臂固定有一个霍尔传感器；所述霍尔传感器电源端和信号端耦合到所述检测模块；所述转盘的边缘设有角度的刻度线；所述机械臂之间的夹角等于相对安装角度α。