[发明专利]一种双组霍尔传感器装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双组霍尔传感器装置，包括第一霍尔模块，第二霍尔模块，霍尔状态转换模块，霍尔电源管理模块，霍尔信号选择模块，控制器；所述霍尔状态转换模块分别和第一霍尔模块、第二霍尔模块、控制器相连，用于收集其中的霍尔信号并转换出霍尔状态信息输出到所述控制器；所述霍尔电源管理模块分别和所述第一霍尔模块、第二霍尔模块相连；所述霍尔信号选择模块分别和所述第一霍尔模块、第二霍尔模块相连，用于选择第一或者第二霍尔模块中的霍尔信号作为输出；所述控制器分别和所述霍尔电源管理模块、霍尔信号选择模块相连。通过双组霍尔传感器的冗余方法，在某一传感器失效时切换至正常霍尔模块或者正常霍尔传感器以实现电机持续正常工作。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机控制领域，具体涉及一种双组霍尔传感器装置及其控制方法。

背景技术

永磁同步电机作为一种节能电机，凭借其功率密度高、调速性能稳定在交通、家电以及工业领域得到广泛的应用。在电机实际运行过程中，控制系统需要实时获取转子位置信息从而产生持续的转矩输出。在用于转子角度检测的位置传感器选择上，相较于高精度的光电编码器和旋转变压器，霍尔传感器具有结构简单、成本低的优势，因此永磁同步电机的转子位置传感，一般多采用三个开关型的霍尔传感器来实现。

然而由于永磁同步电机常工作在高负载状态，电机内部温度高、电磁干扰大，再加上在一些特定的应用背景中如电动两轮车、电动三轮车，其经常行驶在高温、潮湿、振动较强的环境下，使得开关型的霍尔传感器损坏率高。在霍尔传感器发生故障之后，其包含的位置信息随即丢失，此时如果故障并未被检测出来，则控制系统仍会按照霍尔传感器反馈的错误位置信息施加驱动电压。在错误的驱动电压作用下，电机未必能维持原来的转向和转速，这将导致电机转速失调，从而制约了电机的使用寿命。

传统对应霍尔传感器损坏的方法有：一、当霍尔传感器没有完全损坏时，采用霍尔容错控制实现电机的正常运转；二、当霍尔传感器没有完全损坏时，切换至无位置传感器进行控制。这两种方法无法在全速度范围内保持足够的精度，因此会影响运转的效果，在实际中的应用有限。申请号为CN110995071A的发明专利提供了一种基于转子位置采集的双组霍尔传感器的自动切换装置，该装置设置了双组霍尔传感器，能够在其中一组霍尔元件损坏时，切换至另外一组霍尔传感器或另外一组霍尔传感器中相对应的霍尔元件波形，但其对于单个霍尔元件故障检测的实施性有待提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种双组霍尔传感器装置及其控制方法，在霍尔模块发生短路故障或其中霍尔传感器故障时可准确提取故障，并切换至正常霍尔模块或正常霍尔传感器，以解决影响永磁同步电机使用寿命的问题 。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种双组霍尔传感器装置，包括第一霍尔模块，第二霍尔模块，霍尔状态转换模块，霍尔电源管理模块，霍尔信号选择模块和控制器；其中所述霍尔状态转换模块分别和所述第一霍尔模块、第二霍尔模块、控制器相连，用于收集所述第一霍尔模块、第二霍尔模块中的霍尔信号并转换出霍尔状态信息输出到所述控制器；

所述霍尔电源管理模块分别和所述第一霍尔模块、第二霍尔模块相连，用于给所述第一霍尔模块、第二霍尔模块供源；

所述霍尔信号选择模块分别和所述第一霍尔模块、第二霍尔模块相连，用于选择第一霍尔模块或者第二霍尔模块中的霍尔信号作为输出；

所述控制器分别和所述霍尔电源管理模块、霍尔信号选择模块相连，用于控制所述霍尔电源管理模块对第一霍尔模块和第二霍尔模块供源、监测所述霍尔电源管理模块的电压值和电流值，控制所述霍尔信号选择模块。