三相有传感器BLDC电机驱动系统及其驱动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种三相有传感器BLDC电机驱动系统，其特征在于：主要由换向处理器（1），设置在三相BLDC电机转子磁钢附近的三个霍尔传感器（2），以及与三相BLDC电机的三相绕组相连接的三相驱动电路（3）组成，所述的三个霍尔传感器（2）所检测到的转子位置信号经换向处理器（1）处理后送至三相驱动电路（3）的控制端。本发明专利技术不仅能克服传统三相BLDC电机驱动系统中一个霍尔传感器出现故障时系统无法正常运行的缺陷，还能克服二个霍尔传感器出现故障时系统无法正常驱动的缺陷，因此使用范围非常广，便于推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
三相有传感器BLDC电机驱动系统及其驱动方法
本专利技术涉及一种电机驱动系统，具体是指一种三相有传感器BLDC电机驱动系统及其驱动方法。
技术介绍
目前，利用霍尔传感器检测电机转子位置不仅可以使三相BLDC(直流无刷电机)的启动和运行具有很好的鲁棒性，并且还能使电机的调速范围较宽。但是，传统上三相BLDC必须使用3个霍尔传感器，一旦其中任何一个霍尔传感器出故障，则驱动系统将无法准确获取转子信号，也就无法工作。在实际应用中，霍尔传感器是个相当敏感和脆弱的器件，在应用中其对使用条件和环境都有相当严格的要求。因此，如何让三相电机在部分霍尔传感器损坏的情况下仍然能够工作，这是许多应用中非常关心的问题，但至今人们也未能很好的解决该问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前三相BLDC电机驱动系统所存在的当其中任意一个霍尔传感器出现故障时，其整个驱动系统将无法正常工作的缺陷，提供一种不仅结果简单，而且还能彻底克服当任意一个霍尔传感器出现故障时，其整个驱动系统便无法正常工作缺陷的三相有传感器BLDC电机驱动系统。本专利技术的另一目的是提供一种上述三相有传感器BLDC电机驱动系统的驱动方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：三相有传感器BLDC电机驱动系统，主要由换向处理器，设置在三相BLDC电机转子磁钢附近的三个霍尔传感器，以及与三相BLDC电机的三相绕组相连接的三相驱动电路组成，所述的三个霍尔传感器所检测到的转子位置信号经换向处理器处理后送至三相驱动电路的控制端。所述三相驱动电路由三组结构相同的场效应管组组成，而每组场效应管组均由两个相互串接的场效应管构成，且每组场效应管组中的两个场效应管之间的连接点则与三相BLDC电机的三相绕组中的一组绕组相连接。鉴于霍尔传感器的损坏个数，本专利技术的具体驱动方法涉及以下四种方式，当只有一个霍尔传感器损坏时，其方案如下：方案一：三相有传感器BLDC电机驱动系统的驱动方法，主要包括以下步骤：(1)驱动系统检测是否有损坏的霍尔传感器，有，则对有问题的霍尔传感器进行屏蔽；否，则按照正常有霍尔传感器的驱动方式进行驱动；(2)按照TH-1启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到霍尔传感器产生新的状态变化信号；(3)判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤(2)；否，则执行步骤(4)；(4)计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔Δt；(5)判定损坏的霍尔传感器在逻辑上是否应当在刚过去的Δt内产生状态变化信号，是，则根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号；否，则首先用Δt秒时间值去更新存储器中的60°的时域值，并利用当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，然后在根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在Δt秒后产生新的电流切换信号；(6)驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤(4)；否，则停机。方案二：三相有传感器BLDC电机驱动系统的驱动方法，主要包括以下步骤：(1)驱动系统检测是否有损坏的霍尔传感器，有，则对有问题的霍尔传感器进行屏蔽，并把霍尔传感器的安装误差设置为零；否，则按照正常驱动方式进行驱动；(2)按照TH-1启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到两个霍尔传感器产生新的状态变化信号；(3)判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤(2)；否，则执行步骤(4)；(4)计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔Δt，并按照霍尔传感器的安装误差对该状态变化信号在时域上进行补偿；(5)判定损坏的霍尔传感器在逻辑上是否应当在刚过去的Δt内产生状态变化信号，是，则根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，并执行步骤(7)；否，则执行步骤(6)；(6)判定时间间隔Δt是否小于速度判断阈值，是，则先检测新的状态变化信号和反电势的过零点信号，并以无感驱动的模式对电流进行切换，然后再利用状态变化信号和反电势的过零点信号来计算霍尔传感器的安装误差，并记录这一误差；否，则用Δt秒时间值去更新存储器中的60°的时域值，并利用当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，然后再根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在Δt秒后产生新的电流切换信号；(7)驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤(4)；否，则停机。当有两个霍尔传感器损坏时，本专利技术的实现方法有如下方案：方案一：三相有传感器BLDC电机驱动系统的驱动方法，主要包括以下步骤：(1)驱动系统对有问题的霍尔传感器进行指定，并对其进行屏蔽；(2)按照TH-2启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到霍尔传感器产生新的状态变化信号；(3)判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤(2)；否，则执行步骤(4)；(4)根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号；(5)计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔Δt，并用Δt/3s秒时间值去更新存储器中的60°的时域值；(6)根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在60°后依次产生新的第一个电流切换信号和第二个电流切换信号；(7)驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤(4)；否，则停机。方案二：三相有传感器BLDC电机驱动系统的驱动方法，主要包括以下步骤：(1)驱动系统检测是否有损坏的霍尔传感器，有，则对有问题的霍尔传感器进行屏蔽，并把霍尔传感器的安装误差设置为零；否，则按照正常驱动方式进行驱动.设定霍尔传感器的位置信号误差为零；(2)按照TH-2启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到两个霍尔传感器产生新的状态变化信号；(3)判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤(2)；否，则执行步骤(4)；(4)对状态变化信号的误差在时域中进行补偿，并根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号；(5)计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔Δt，并判定该时间间隔Δt是否小于速度判断阈值；是，则先检测新的状态变化信号和反电势的过零点信号，并以无感驱动的模式对电流进行切换，然后再利用状态变化信号和反电势的过零点信号来计算霍尔传感器的安装误差，并记录这一误差；否，则用Δt/3秒时间去更新存储器中的60°的时域值，并利用当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在60°后依次产生新的第一个电流切换信号和第二个电流切换信号；(6)驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤(4)；否，则停机。本专利技术较现有技术相比具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术的硬件结构相对较为简单，其制作和应用非常方便。(2)本专利技术的实现方法不仅非常安全可靠，而且还能彻底克服传统三相BLDC电机驱动系统所存在的当其中任意一个霍尔传感器出现故障时系统无法正常使用的缺陷。(3)本本文档来自技高网...

【技术保护点】
三相有传感器BLDC电机驱动系统，其特征在于：主要由换向处理器(1)，设置在三相BLDC电机转子磁钢附近的三个霍尔传感器(2)，以及与三相BLDC电机的三相绕组相连接的三相驱动电路(3)组成，所述的三个霍尔传感器(2)所检测到的转子位置信号经换向处理器(1)处理后送至三相驱动电路(3)的控制端。

【技术特征摘要】
1.三相有传感器BLDC电机的驱动方法，其特征在于，主要包括以下步骤：（1）驱动系统检测是否有损坏的霍尔传感器，有，则对有问题的霍尔传感器进行屏蔽；否，则按照正常有霍尔传感器的驱动方式进行驱动；（2）按照TH-1启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到霍尔传感器产生新的状态变化信号；所述TH-1启动方法是为解决在一个霍尔传感器出现故障的时候提出的一种解决电机启动的办法，该方法为根据两个霍尔传感器的信号与三相绕组反电势之间的逻辑关系来控制输入电机绕组的电流，使电机所产生的平均转矩大于零，并且电流产生最大转矩的概率为最高；（3）判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤（2）；否，则执行步骤（4）；（4）计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔△t；（5）判定损坏的霍尔传感器在逻辑上是否应当在刚过去的△t内产生状态变化信号，是，则根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号；否，则首先用△t秒时间值去更新存储器中的60°的时域值，并利用当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，然后在根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在△t秒后产生新的电流切换信号；（6）驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤（4）；否，则停机。2.三相有传感器BLDC电机的驱动方法，其特征在于，主要包括以下步骤：（1）驱动系统检测是否有损坏的霍尔传感器，有，则对有问题的霍尔传感器进行屏蔽，并设定霍尔传感器的位置信号误差设置为零；否，则按照正常驱动方式进行驱动；（2）按照TH-1启动方法产生电机转子电流，保持该电流直到两个霍尔传感器产生新的状态变化信号；所述TH-1启动方法是为解决在一个霍尔传感器出现故障的时候提出的一种解决电机启动的办法，该方法为根据两个霍尔传感器的信号与三相绕组反电势之间的逻辑关系来控制输入电机绕组的电流，使电机所产生的平均转矩大于零，并且电流产生最大转矩的概率为最高；（3）判定该新的状态变化信号是否是第一个状态变化信号；是，则返回步骤（2）；否，则执行步骤（4）；（4）计算前面两个新的状态变化信号的时间间隔△t，并按照霍尔传感器的安装误差对该状态变化信号在时域上进行补偿；（5）判定损坏的霍尔传感器在逻辑上是否应当在刚过去的△t内产生状态变化信号，是，则根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，并执行步骤（7）；否，则执行步骤（6）；（6）判定时间间隔△t是否小于速度判断阈值，是，则先检测新的状态变化信号和反电势的过零点信号，并以无感驱动的模式对电流进行切换，然后再利用状态变化信号和反电势的过零点信号来计算霍尔传感器的安装误差，并记录这一误差；否，则用△t秒时间值去更新存储器中的60°的时域值，并利用当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑产生新的电流切换信号，然后再根据当前的电流分配状态和正常状况下的信号处理逻辑在△t秒后产生新的电流切换信号；（7）驱动系统根据输入的运行控制信号判定驱动系统是否需要继续运行，是，则保持现有的电流状态，检测下一个新的状态变化信号，并返回步骤（4）；否，则停机。3.三相有传感器BLDC电机的驱动方法，其特征在于，主要包括以下步骤：（1）驱动系统对有问题的霍尔传感器进行指定，并对其进...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕磊，
申请(专利权)人：峰岹科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44