[发明专利]一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式。

背景技术

永磁无刷电动机可以看做是一台用电子换向装置取代机械换向的直流电动机，永磁直流无刷电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和电子换向电路组成。无论是结构或控制方式，永磁直流无刷电动机与传统的直流电动机都有很多相似之处：用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极；用具有多相绕组的定子取代电枢；用由固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换向器取代机械换向器和电刷；

与传统的电励磁电动机相比，永磁电动机特别是稀土永磁电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗少、效率高，以及电动机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因为应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域；

本发明提出了一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，通过更加精确的运算模式、更加精细的调制方法，以使得永磁无刷电动机在实际生产中得到更好的运用。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案；

一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，所述转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，所述转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；所述转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；所述三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；所述逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点；而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算；

优选地，所述SVPWM调制过程主要包括：参考电压矢量的扇区判断、各个扇区非零矢量和零矢量作用时间的计算从而确定各个扇区矢量切换点，最后使用一定频率的三角载波信号与各个扇区矢量切换点进行比较，从而产生逆变器所需的SVPWM脉冲信号；

优选地，定义开关量为Ta、Ta’、Tb、Tb’、Tc、Tc’，同一桥臂不能同时导通，则两电平三相逆变器的开关状态共有8种，对应8个电压空间矢量；

优选地，8个电压空间矢量包括6个非零矢量U1（001）、U2（010）、U3（011）、U4（100）、U5（101）、U6（110），以及2个零矢量U0（000）、U7（111）；

优选地，知道参考电压矢量所在的区间位置，利用所在扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量合成参考电压矢量，即可实现SVPWM信号调制；

优选地，利用电压空间矢量合成图通过简单计算获得各个扇区的作用时间，确定三相电压时间切换点与各个扇区的关系，通过比较一定频率的三角载波信号和各个扇区矢量切换点，产生逆变器所需的SVPWM波形；

优选地，通过maxwell软件对电机磁场进行仿真，确定单HALL传感器的最佳感应位置；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点。而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算；

本发明通过更加精确的运算模式、更加精细的调制方法，以使得永磁无刷电动机在实际生产中得到更好的运用；

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明