[发明专利]电机转子位置定位方法、系统及电控设备

说明书

本发明公开了一种电机转子位置定位方法、系统及电控设备，该方法包括以下步骤：获取电机的运行方向；基于预设时间间隔获取霍尔传感器输出的多个霍尔信号值，对霍尔信号值进行数据处理，确定霍尔信号值对应的霍尔采样值；根据电机的运行方向及霍尔采样值确定转子的实时象限值；获取采样初始时刻的转子初始位置；根据电机的运行方向、转子初始位置、实时象限值及霍尔采样值确定当前转子的实际位置。本发明实施例通过对霍尔传感器输出的霍尔信号值进行模数转换及数据滤波处理，并根据处理后的霍尔采样值、电机的实际运行方向及电机转子的初始位置计算当前采样时刻转子的实际位置，有利于提高转子定位精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机转子位置定位方法、系统及电控设备。

背景技术

步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，可通过控制脉冲个数来控制角位移量，达到准确定位的目的。

传统的步进电机一般采用开环控制方案，通过向控制器发脉冲来驱动电机通过步进的方式运行至预设位置，若发生电机失步，则会导致各出入口无法达到指定的开关状态，影响设备功能的实现；若发生电机堵转，则电机线圈中的电流会远超于电机额定电流，烧毁电机线圈，因此，通过检测电机运行状态实现电机闭环控制对于改善控制功能至关重要。

现有的步进电机闭环控制技术主要采用以下两种技术方案检测电机运行状态：其一，通过过零检测技术采集特定阈值判断电机运行状态；其二，通过设置霍尔传感器检测霍尔信号的跳变判断电机运行状态，其原理在于，在电机正常运行时，转子上的N极和S极交替经过霍尔传感器，霍尔传感器输出周期性的方波信号，方波信号的周期与电机运转的速度和状态有关，电机每运行两个整步，霍尔信号会产生跳变，通过检测霍尔传感器输出的方波信号判断电机运行状态，上述控制方式存在以下问题：采用过零检测技术进行电机运行状态检测的技术方案，其无法实时定位电机转子的位置，自适应能力弱，检测精度和可靠性受负载、工况及电机构造的影响较大；采用霍尔开关进行电机运行状态检测的技术方案，其检测精度较低，最小只能识别两个整步信号的变化，若转子变化小于两个整步，则无法检测到跳变信号，若运行过程汇总存在反弹现象，则霍尔传感器输出的方波信号会发生异常，无法判断实际电机运行状态，可靠性较低。

发明内容

本发明提供一种电机转子位置定位方法，解决了电机转子位置定位精度低、可靠性差的问题，提高转子定位精度，有利于改善电机控制性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机转子位置定位方法，其特征在于，包括以下步骤：获取电机的运行方向；基于预设时间间隔获取霍尔传感器输出的多个霍尔信号值，对所述霍尔信号值进行数据处理，确定所述霍尔信号值对应的霍尔采样值；根据所述电机的运行方向及所述霍尔采样值确定转子的实时象限值；获取采样初始时刻的转子初始位置；根据所述电机的运行方向、所述转子初始位置、所述实时象限值及所述霍尔采样值确定当前转子的实际位置。

可选地，所述根据所述电机的运行方向、所述转子初始位置、所述实时象限值及所述霍尔采样值确定当前转子的实际位置，包括以下步骤：基于多个霍尔基准值及电机微步控制参数确定预设微步数正弦表；获取采样终止时刻的霍尔采样值的绝对值；通过查表法获取所述霍尔采样值的绝对值在所述预设微步数正弦表中对应的实时微步数值；获取所述转子初始位置对应的初始象限值及初始微步数值；根据所述电机的运行方向、所述初始象限值、所述初始微步数值、所述实时微步数值及所述实时象限值确定当前转子的实际位置。

可选地，所述根据所述电机的运行方向、所述初始象限值、所述初始微步数值、所述实时微步数值及所述实时象限值确定转子当前的实际位置，包括以下步骤：根据所述电机的运行方向、所述初始微步数值及所述实时微步数值确定微步计数值是否发生溢出；若微步计数值发生溢出，则对当前的实时象限值进行更新；根据所述电机的运行方向及更新后的实时象限值确定电机运行极对数值与电机运行圈数；根据所述实时微步数值、所述实时象限值、所述电机运行极对数值及所述电机运行圈数确定当前采样时刻的实时转子位置。