一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪的检测方法技术

一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪及其检测方法，该仪器的显示屏幕和按键控制模块连接主控芯片模块，霍尔元件连接主控芯片模块，三相端口模块经电压传感器电路、滤波电路连接主控芯片模块，电源模块连接显示屏幕、主控芯片模块和霍尔元件。该检测方法的步骤：一、连接好仪器的各接口后启动仪器；二、读入电压霍尔位置传感器的信号；三、主控芯片模块读入电压传感器电路输出的电压极性信号；四、判断三相导通模式的判别是否已经完成；五、输出霍尔真值表语句；六、判断是否检测到六种不同的霍尔状态：七、结束测量过程，仪器跳转到结束状态，并保持屏幕输出。本发明专利技术基于霍尔元件的输入信号、线电压输入信号生成导通控制霍尔真值表。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于电机控制领域，具体涉及一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪及其检测方法。
技术介绍
：目前，国内的直流无刷电机在出厂之后，都需要用户自己来完成霍尔相序控制表的测定，生成相序导通表。而现有霍尔元件的测定多数是在实验室完成的，测试环境较为局限，对于电机的检修、电机的工作场地现场调试等环境来说，无法及时、方便的完成测定。并且目前的测定多数需要先人工观察波形，再完成霍尔真值表的绘制，其检测精度差，且费时费力。此外，在线设备使用的过程中，由于保护和管理不当，造成相序导通控制表的丢失或者霍尔元件引出线标示的丢失，继而引发检修和维护的困难。这个时候就需要重新测定导通控制表。在重新测定导通控制表时，大家常用的有以下两种方案：一是两相通电法，即先给霍尔元件加通电源，保证其正常工作，再分别给AB，AC，BC分别加通正向直流电和反向直流电，测定每个状态下霍尔元件的状态值，然后完成相序表的绘制；二是手摇测定法，即先给霍尔元件通电保证正常工作，再手摇电机并记录转子在不同位置处所对应的霍尔元件状态值。第一种方法需要加设电机驱动电源，并在转子达到稳定状态时才能有效测定，每次测量完成都需要重新换接电源线来完成通电相的改变，操作繁琐，测定条件苛刻，不适合快速检修和调试；第二种方法需要打开电机外壳，观察内部转子位置来人工判定当前霍尔状态下，三相电机的导通相，更加不易于实现，而且对于测定人员的专业程度要求较高，实际应用并不方便。
技术实现思路
：本专利技术为克服上述不足，提供了一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪及其检测方法，本专利技术可基于霍尔元件的输入信号、线电压输入信号自动生成导通控制霍尔真值表，具有使用便捷、检测精确的优点。本专利技术的基于霍尔元件信号的相序导通控制表自动生成仪，包括电源模块、主控芯片模块、屏幕显示模块、按键控制模块、波形处理模块、线电压传感器模块、三相端口模块、滤波电路模块及霍尔元件，所述按键控制模块耦接于主控芯片模块；所述三相端口模块耦依次串联于电压传感器模块和滤波电路模块，滤波电路模块耦接于主控芯片模块；所述屏幕显示模块耦接于主控芯片模块；所述电源模块分别耦接于主控芯片模块、屏幕显示模块和霍尔元件，所述霍尔元件耦接于波形处理电路模块，波形处理电路模块耦接于主控芯片模块。进一步地，所述滤波电路模块通过信号调理电路模块耦接于主控芯片模块。进一步地，所述霍尔元件通过霍尔元件信号端口模块耦接于波形处理电路模块。进一步地，所述电源模块通过霍尔元件电源端口模块耦接于霍尔元件。本专利技术的基于霍尔元件信号的相序导通控制表自动生成仪的检测方法，采用的技术方案在于由以下步骤构成：一、连接好仪器设备的A、B、C三相接口、三相霍尔元件信号端口、霍尔元件电源接口后启动仪器，选择工作模式为测定电机正向旋转时的霍尔真值表，之后按下开始按键；二、仪器会通过主控芯片模块的CAP1CAP2CAP3口读入电压霍尔位置传感器的信号，如果没有边沿跳边发生，则继续等待知道信号边沿跳边的发生；如果有边沿跳边发生，在捕获到任意一路的信号边沿跳边后，主控芯片模块的CAP1CAP2CAP3口变为通用I/O口，读入电压霍尔位置传感器检测的霍尔信号的状态值并保存；三、短暂延迟后，主控芯片模块通过GPIOA0GPIOA5口读入电压传感器电路输出的电压极性信号，对应的GPIOA0、GPIOA1或GPIOA2、GPIOA3或GPIOA4、GPIOA5，分别同时对三相端口所对应的GPIO口反馈的信息进行分析、判断，就某一相为例，如果反馈信息全为0即负极性，则此路为下臂开关管导通状态；如果反馈信息全为1即正极性，则此路为上臂开关管导通状态，如果反馈信息一个为0一个为1，则此路为上下臂开关管均不导通状态；四、判断三相导通模式的判别是否已经完成，如果得到的三相信息不是某一相全为0、另外某一相全为1、剩余一项为一个0和一个1，则视为错误的判断模式，重新从GPIO口读入数据进行分析，直到结果理想为止；五、三相导通模式判断完成之后，输出一条霍尔真值表语句；六、判断是否检测到六种不同的霍尔状态，如果不是，则返回等待下一次的霍尔信号边沿跳变再重复执行前面的程序；如果是，则将前面得到的真值语句逆序书写，再找到A相管臂上臂开关管第一次导通的真值语句作为第一条真值语句，然后输出整个霍尔真值表；七、结束测量过程，仪器跳转到结束状态，并保持屏幕输出。本专利技术的有益效果是：本专利技术的自动生成仪利用电池给主控芯片模块、电压传感器、显示屏供电，需要电源功率小，并且内置6个小体积的电压传感器用来组成电压传感器模块，所以本装置体积小，易携带。测量使用过程中，只需将相应的电机引出线插接在相应端口即可完成现场连线，使用方便。本专利技术的自动生成仪为一种小巧、便携的手持设备，可以在现场完成对霍尔元件的测定，并且可以自动生成霍尔真值表，用于控制无刷直流电机的换相过程。在自动生成仪的控制方法中，首先，主控芯片模块的CAP口捕获霍尔信号边沿跳变及霍尔信号状态，然后通过主控芯片模块的GPIOA0GPIOA5读入6个电压传感器的极性值，通过判断得知，哪一相为上开关管导通、哪一相为下开关管导通、哪一相开关管不导通，而输入的霍尔信号也只是转子当前位置的状态标志，在控制电机旋转的过程中只需将开关管导通情况与霍尔信号的值对应起来即可完成控制工作保证电机正常旋转。通过以上叙述可知，霍尔元件信号线同HA、HB、HC无需强制对应，电机三相电源线与A、B、C之间也是这种关系，所以该自动生成仪还可以在既不知道霍尔元件信号线与HA、HB、HC三相对应关系，也不知道电机三相电源线与A、B、C对应关系的情况下，即电机参数严重缺失的情况下，完成测定和真值表绘制。本专利技术的自动生成仪只需按照测定结果，重新确定霍尔元件信号线与HA、HB、HC三相的对应关系，电机三相电源线与A、B、的C对应关系。该自动生成仪的检测方法具有如下优势：1、相较于当前两相通电法而言，本检测方法，通过读取霍尔元件的信号状态值，再依据电压传感器反馈的感应电动势的极性判断来A、B、C三相的开关管工作情况，所以本检测方法无需给电机提供驱动电源，而电机的驱动电源规格种类众多，不易于实现；2、本测量方法在判断A、B、C三相开关管导通情况过程中使用的是从主控芯片模块的GPIOA0-GPIOA5口读入的电压传感器反馈的电压的极性信号，而不是电压的大小信号，所以信号识别的过程中，误判、难识别的情况极少，信号的本身为极性信号，所以抗干扰能力强；3、相较于两相通电法需要每测定一个相序过程就要改接通电线路，手摇法在测定过程中每测定一个相序过程都需要保持位置来人工判断霍尔元件的信号状态及开关管导通情况，本测量方法通过识别主控芯片模块的CAP口捕获的霍尔元件信息来控制识别6种工作状态，并根据电压传感器反馈的极性信息，依据判断方法中的原则判断相序导通情况。此过程中电机无需停转，继而实现连续快速测量；4、相较于已存在的方法，测定过程中，无需人工判断霍尔元件的信号状态和变化情况，无需人工判断A、B、C三相的开关管导通情况，依靠电压传感器的回馈电压极性、捕获的霍尔元件信号状态和每相开关管导通判定法则来实现测定，所有过程由主控芯片控制，没有人工介入，所以测定过程中，出现差错的几率更小，对操作人员的知识、技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪，其特征在于：包括电源模块(1)、主控芯片模块(2)、屏幕显示模块(3)、按键控制模块(4)、波形处理模块(6)、线电压传感器模块(7)、三相端口模块(9)、滤波电路模块(10)及霍尔元件(12)，所述按键控制模块(4)耦接于主控芯片模块(2)；所述三相端口模块(9)耦依次串联于电压传感器模块(7)和滤波电路模块(10)，滤波电路模块(10)耦接于主控芯片模块(2)；所述屏幕显示模块(3)耦接于主控芯片模块(2)；所述电源模块(1)分别耦接于主控芯片模块(2)、屏幕显示模块(3)和霍尔元件(12)，所述霍尔元件(12)耦接于波形处理电路模块(6)，波形处理电路模块(6)耦接于主控芯片模块(2)。

【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪，其特征在于：包括电源模块(1)、主控芯片模块(2)、屏幕显示模块(3)、按键控制模块(4)、波形处理模块(6)、线电压传感器模块(7)、三相端口模块(9)、滤波电路模块(10)及霍尔元件(12)，所述按键控制模块(4)耦接于主控芯片模块(2)；所述三相端口模块(9)耦依次串联于电压传感器模块(7)和滤波电路模块(10)，滤波电路模块(10)耦接于主控芯片模块(2)；所述屏幕显示模块(3)耦接于主控芯片模块(2)；所述电源模块(1)分别耦接于主控芯片模块(2)、屏幕显示模块(3)和霍尔元件(12)，所述霍尔元件(12)耦接于波形处理电路模块(6)，波形处理电路模块(6)耦接于主控芯片模块(2)。2.如权利要求1所述的一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪，其特征在于：所述滤波电路模块(10)通过信号调理电路模块(8)耦接于主控芯片模块(2)。3.如权利要求1所述的一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪，其特征在于：所述霍尔元件(12)通过霍尔元件信号端口模块(5)耦接于波形处理电路模块(6)。4.如权利要求1所述的一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪，其特征在于：所述电源模块(1)通过霍尔元件电源端口模块(11)耦接于霍尔元件(12)。5.一种基于霍尔信号的导通控制表自动生成仪的检测方法，其特征在于由以下步骤构成：一、连接好仪器设备的A、B、C三相接口、三相霍尔元件信号端口、霍尔元件电源接口后启动仪器，选择工作模式为测定电机正向旋转时的霍尔真值表，之后按下开始...

【专利技术属性】
技术研发人员：周美兰，李松，吴晓刚，郭金梅，严文淼，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23