直流无刷电机的换相控制方法、换相控制器及直流无刷电机技术

本发明专利技术适用于直流电机控制技术领域，涉及一种直流无刷电机的换相控制方法，包括获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开；其中，当所述当前霍尔位置信号为该周期中的第一个霍尔位置信号时，所述前一个霍尔位置信号为转子在上一个周期中的第六个霍尔位置信号，1<n≤2。本方案在保证电机电压平衡的条件下，在恒功率的条件下有效提高了电机的运行转速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直流电机控制
，尤其涉及一种直流无刷电机的换向控制方法、换相控制器及直流无刷电机。
技术介绍
直流无刷电机(BrushlessDCMotor)是同步电机的一种，也就是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数的影响，采用电子换相代替机械换相，兼有交流电机和直流电机的优点。无刷电机具有效率高、噪音低、大扭矩、长寿命等优点，已经在各个行业领域大量应用，其控制方法也在不断演进和优化过程中。直流有霍尔三相无刷电机的方波控制，采用三相六步驱动方法。三个霍尔传感器提供电机转子的位置，控制器根据霍尔传感器输出的位置信号，进行换相控制，产生相差60度的旋转磁场，从而带动电机转子转动。控制器通过PWM脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，缩写为PWM)，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。脉冲宽度调制的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换调制电压从而控制电机转速。然而，直流无刷电机的额定功率是固定的，根据现有的技术方案，电机的额定转速和最高转速是固定的，如果想要增加电机的运行转速，只能通过提高供电电压或者改变电机参数，如电机的磁钢厚度或者绕组线圈匝数来实现。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种直流无刷电机的换相控制方法，旨在保持原有电机参数不变的基础上，实现电机转速及效率的提高。本专利技术实施例是这样实现的，一种直流无刷电机的换相控制方法，所述换相控制方法包括：获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开；其中，当所述当前霍尔位置信号为该周期中的第一个霍尔位置信号时，所述前一个霍尔位置信号为转子在上一个周期中的第六个霍尔位置信号，1<n≤2。优选地，当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t的步骤，具体为：当检测到电机中的第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第一计时时间t1；当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第二计时时间t2；当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第三计时时间t3；当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第四计时时间t4；当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第五计时时间t5；当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第六计时时间t6。优选地，当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开的步骤，具体为：当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第一预设换相时间t1/n时，输出第一控制信号控制电机逆变器中对应第一霍尔传感器HA为低电平信号、第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第二预设换相时间t2/n时，输出第二控制信号控制电机逆变器中对应第一霍尔传感器HA为高电平信号、第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别为低电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第三预设换相时间t3/n时，输出第三控制信号控制电机逆变器中对应第二霍尔传感器HB为低电平信号、第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第四预设换相时间t4/n时，输出第四控制信号控制电机逆变器中对应第三霍尔传感器HC为低电平信号、第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第五预设换相时间t5/n时，输出第五控制信号控制电机逆变器中对应第三霍尔传感器HC为高电平信号、第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别为低电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第六预设换相时间t6/n时，输出第六控制信号控制电机逆变器中对应第二霍尔传感器HB为高电平信号、第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别为低电平信号时的开关管导通或断开。优选地，3/2≤n。本专利技术的实施例还提供一种直流无刷电机的换相控制器，所述换相控制器包括获取模块，第一计时模块，第二计时模块和控制模块；所述获取模块，用于获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；所述第一计时模块，用于当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；所述第二计时模块，用于当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，输出计时到达信号；所述控制模块，用于根据所述计时到达信号，输出控制信号以控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开；其中，当所述当前霍尔位置信号为该周期本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流无刷电机的换相控制方法，其特征在于：所述换相控制方法包括：获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开；其中，当所述当前霍尔位置信号为该周期中的第一个霍尔位置信号时，所述前一个霍尔位置信号为转子在上一个周期中的第六个霍尔位置信号，1<n≤2。

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机的换相控制方法，其特征在于：所述换相控制方法包括：获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开；其中，当所述当前霍尔位置信号为该周期中的第一个霍尔位置信号时，所述前一个霍尔位置信号为转子在上一个周期中的第六个霍尔位置信号，1<n≤2。2.根据权利要求1所述的换相控制方法，其特征在于，所述当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t的步骤，具体为：当检测到电机中的第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第一计时时间t1；当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第二计时时间t2；当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第三计时时间t3；当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第四计时时间t4；当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时停止计时，记录计时时间为第五计时时间t5；当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时，开始计时，并当检测到第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时停止计时，记录计时时间为第六计时时间t6。3.根据权利要求2所述的换相控制方法，其特征在于，所述当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍尔位置信号时的开关管导通或断开的步骤，具体为：当检测到第二霍尔传感器HB输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第一预设换相时间t1/n时，输出第一控制信号控制电机逆变器中对应第一霍尔传感器HA为低电平信号、第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第一霍尔传感器HA输出低电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第二预设换相时间t2/n时，输出第二控制信号控制电机逆变器中对应第一霍尔传感器HA为高电平信号、第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别为低电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第一霍尔传感器HA输出高电平信号，第二霍尔传感器HB及第三霍尔传感器HC分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第三预设换相时间t3/n时，输出第三控制信号控制电机逆变器中对应第二霍尔传感器HB为低电平信号、第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第二霍尔传感器HB输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第四预设换相时间t4/n时，输出第四控制信号控制电机逆变器中对应第三霍尔传感器HC为低电平信号、第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别为高电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第三霍尔传感器HC输出低电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出高电平信号时，开始计时，并在计时达到第五预设换相时间t5/n时，输出第五控制信号控制电机逆变器中对应第三霍尔传感器HC为高电平信号、第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别为低电平信号时的开关管导通或断开；当检测到第三霍尔传感器HC输出高电平信号，第一霍尔传感器HA及第二霍尔传感器HB分别输出低电平信号时，开始计时，并在计时达到第六预设换相时间t6/n时，输出第六控制信号控制电机逆变器中对应第二霍尔传感器HB为高电平信号、第一霍尔传感器HA及第三霍尔传感器HC分别为低电平信号时的开关管导通或断开。4.根据权利要求3所述的换相控制方法，其特征在于，3/2≤n。5.一种直流无刷电机的换相控制器，其特征在于：所述换相控制器包括获取模块，第一计时模块，第二计时模块和控制模块；所述获取模块，用于获取直流无刷电机转子一个周期内的六个霍尔位置信号；所述第一计时模块，用于当接收到转子前一个霍尔位置信号时，开始计时，并在接收到当前霍尔位置信号时停止计时，记录计时时间为t；所述第二计时模块，用于当接收到转子当前霍尔位置信号时，开始计时，并在计时达到预设换相时间t/n时，输出计时到达信号；所述控制模块，用于根据所述计时到达信号，输出控制信号以控制直流无刷电机逆变器桥臂中对应下一个霍...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，
申请(专利权)人：深圳拓邦股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44