本发明专利技术公开了一种基于SVPWM的新型扇区判断方法及系统，该方法利用霍尔传感器通过检测磁场NS极的变化产生高低电平的不同进行状态组合，根据检测的状态组合根据预设规则判断出参考矢量Uref所在的扇区,本发明专利技术降低了传统参考矢量Uref所在扇区判断的复杂性，提高了系统的快速性和实时性，同时降低了整个电机控制系统实现的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及无刷直流电机正弦波控制领域，特别是涉及一种基于SVPWM(space vector pulse width modulation空间矢量脉宽调制)的新型扇区判断方法及系统。
技术介绍
目前，针对空间矢量PWM扇区判断的主要方法是数学计算，再根据在αβ坐标系中的Uα，Uβ来判断合成矢量Uref所在的扇区，如图1所示。首先，想要判断参考电压矢量Uref所在的扇区就必需先计算出Uα和Uβ，其中Uα＝|Uref|cosθ，Uβ＝|Uref|sinθ。假定合成的电压矢量落在第I扇区，可知其等价条件如下：0°<arctan(Uβ/Uα)<60°。以上等价条件再结合图1矢量图几何关系分析，可以判断出合成电压矢量Uref落在第X扇区的充分必要条件：扇区I Uα>0，Uβ>0且扇区II Uβ>0，且扇区III Uα<0，Uβ>0且扇区IV Uα<0，Uβ<0且扇区V Uβ<0且扇区VI Uα>0，Uβ<0且若进一步分析以上的条件，可看出参考电压矢量Uref所在的扇区完全由Uβ,三式决定，因此令：U1＝Uβ，再定义，若U1>0，则A＝1，否则A＝0；若U2>0，则B＝1，否则B＝0；若U3>0，则C＝1，否则C＝0。可以看出A，B，C之间共有八种组合，但由判断扇区的公式可知A，B，C不会同时为1或同时为0，所以实际的组合是六种，A，B，C组合取不同的值对应着不同的扇区，并且是一一对应的，因此完全可以由A，B，C的组合判断所在的扇区。为区别六种状态，令
N＝22*C+21*B+20*A(表示成二进制形式如N＝5表示101，即C＝1,B＝0,A＝1)，则可以建立N值与扇区号的对应关系：3-I，1-II，5-III，4-IV，6-V，2-VI。以上扇区判断法为当前主要应用的方法，这种判断法主要优点是扇区判断准确，但缺点是对处理器的要求较高。综上所述，从上述分析可以看出想要判断参考矢量Uref所在扇区，首先要计算出在αβ坐标系下的Uα、Uβ，其计算公式为Uα＝|Uref|cosθ，Uβ＝|Uref|sinθ，此公式中含有正弦和余弦计算，这对处理器的计算速度要求较高，其次A,B,C三值的获得，也需要经过复杂的计算以及大量的判断，这使得整个控制系统的实时性和快速性受到的很大的影响。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种基于SVPWM的新型扇区判断方法及系统，其降低了传统参考矢量Uref所在扇区判断的复杂性，提高了系统的快速性和实时性，同时降低了整个电机控制系统实现的成本。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：该方法利用霍尔传感器通过检测磁场NS极的变化产生高低电平的不同进行状态组合，根据检测的状态组合根据预设规则判断出参考矢量Uref所在的扇区。进一步地，该方法包括如下步骤：步骤一，于电机内部安装3个霍尔传感器，在永磁体经过传感器时输出高低变化的电平；步骤二，对三个霍尔传感器输出的高低电平进行采集，利用霍尔传感器输出高低电平的不同，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成若干组，并进行状态组合，获得若干个二进制代码，并转换为十进制数；步骤三，将获得的十进制数与空间矢量图中的扇区号一一对应，通过检测三个霍尔传感器输出信号的状态组合根据预设规则就能够判断该参考矢量Uref
所在的扇区。进一步地，该霍尔传感器为开关型霍尔传感器。进一步地，该开关型霍尔传感器采用120°霍尔传感器。进一步地，于步骤二中，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成60°一组进行状态组合。进一步地，规定霍尔传感器输出的霍尔波形图中高电平为1，低电平为0，按预定的顺序排列，并且按60°一个组合，获得组合的二进制代码，并转换成十进制数。为达到上述目的，本专利技术还提供一种基于SVPWM的新型扇区判断系统，包括：传感器单元，用于于电机内部安装3个霍尔传感器，在永磁体经过传感器时输出高低变化的电平；电平采集单元，对三个霍尔传感器输出的高低电平进行采集；处理单元，利用霍尔传感器输出高低电平的不同，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成若干组，并进行状态组合，获得若干个二进制代码，并转换为十进制数；判断单元，将获得的十进制数与空间矢量图中的扇区号一一对应，通过检测三个霍尔传感器输出信号的状态组合根据预设规则就能够判断参考矢量Uref所在的扇区。进一步地，该霍尔传感器为120°开关型霍尔传感器。进一步地，该处理单元将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成60°一组进行状态组合。进一步地，该处理单元规定霍尔传感器输出的霍尔波形图中高电平为1，低电平为0，按预定的顺序排列，并且按60°一个组合，获得组合的二进制代码，并转换成十进制数。与现有技术相比，本专利技术一种基于SVPWM的新型扇区判断方法及系统利用3个开关型霍尔传感器输出波形的状态组合，根据事先预设的对应规则，即可实时判断出参考矢量Uref所在的扇区，本专利技术能够降低控制系统实现的难度，提高系统的响应速度，同时也能够降低整个系统的生产成本。附图说明图1为现有技术针对空间矢量PWM扇区判断中的电压空间矢量图；图2为本专利技术一种基于SVPWM的新型扇区判断方法的步骤流程图；图3为本专利技术较佳实施例中霍尔传感器的输出信号的波形图图4为本专利技术一种基于SVPWM的新型扇区判断系统的系统架构图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图2为本专利技术一种基于SVPWM的新型扇区判断方法的步骤流程图。如图2所示，本专利技术一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，包括如下步骤：步骤201，于电机内部安装3个开关型霍尔传感器，在永磁体经过传感器时输出高低变化的电平。霍尔传感器是一种磁传感器，它可以检测磁场及其变化，霍尔传感器按其输出信号的不同可分为霍尔线性器件和霍尔开关器件，霍尔开关器件又称为开关型霍尔传感器。前者输出模拟量，后者输出数字量。霍尔线性器件的精度高、线性度好；而霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、位置重复精度高。开关型霍尔传感器按其电角度的不同又可分为60°和120°霍尔传感器，本专利技术利用120°开关型霍尔传感器通过检测磁场NS极的变化可以产生
高低电平的不同、上电状态恢复以及输出信号具有的不同的状态组合特性，作为空间矢量Uref所在扇区判断的基础。步骤202，对三个霍尔传感器(hallA、hallB、hallC)输出高低电平的采集，利用霍尔传感器输出高低电平的不同，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成若干组，并进行状态组合，获得若干个二进制代码，并转换为十进制数。具体地，在本专利技术中，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成60°一组进行状态组合，如图3所示，其为120°霍尔传感器在一个周期内的波形变化图，规定霍尔波形图中高电平为1，低电平为0，按hallC，hallB，ha本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：该方法利用霍尔传感器通过检测磁场NS极的变化产生高低电平的不同进行状态组合，根据检测的状态组合根据预设规则判断出参考矢量Uref所在的扇区。
【技术特征摘要】
1.一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：该方法利用霍尔传感器通过检测磁场NS极的变化产生高低电平的不同进行状态组合，根据检测的状态组合根据预设规则判断出参考矢量Uref所在的扇区。2.如权利要求1所述的一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，于电机内部安装3个霍尔传感器，在永磁体经过传感器时输出高低变化的电平；步骤二，对三个霍尔传感器输出的高低电平进行采集，利用霍尔传感器输出高低电平的不同，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成若干组，并进行状态组合，获得若干个二进制代码，并转换为十进制数；步骤三，将获得的十进制数与空间矢量图中的扇区号一一对应，通过检测三个霍尔传感器输出信号的状态组合根据预设规则就能够判断该参考矢量Uref所在的扇区。3.如权利要求2所述的一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：该霍尔传感器为开关型霍尔传感器。4.如权利要求3所述的一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：该开关型霍尔传感器采用120°霍尔传感器。5.如权利要求4所述的一种基于SVPWM的新型扇区判断方法，其特征在于：于步骤二中，将三个霍尔传感器输出的波形在一个周期内分成60°一组进行状态组合。6.如权利要求5所述的一种基于SVPWM的新型扇区判断方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘红松，迟长春，籍海亮，李化影，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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