一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式制造技术

一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置。

A single Hall control mode for three phase permanent magnet brushless DC motor

A three-phase permanent magnet brushless DC motor Hall control mode, the main rotor position module, sampling module, the realization of three-phase drive module and a speed signal output through the logic control module, rotor position sampling module, logic control module, connected three-phase drive module are connected in sequence, the output and the input speed signal output module respectively. Connect the logic control module is connected with three-phase drive module and logic control module; calculating the position of the rotor and the synthesis of SVPWM modulation signal according to the received HALL signal; three-phase drive module mainly three-phase bridge inverter circuit, inverter power transistor driven by SVPWM logic control module output signal to switch on and off, so as to realize the permanent magnet brushless DC motor commutation process; the logic control module through the detection of U phase coil winding neutral point voltage and the motor. The voltage is compared, and the zero crossing point of the U opposite EMF is determined; the bias of the HALL signal is carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式
本专利技术涉及电机领域，尤其是涉及一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式。
技术介绍
永磁无刷电动机可以看做是一台用电子换向装置取代机械换向的直流电动机，永磁直流无刷电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和电子换向电路组成。无论是结构或控制方式，永磁直流无刷电动机与传统的直流电动机都有很多相似之处：用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极；用具有多相绕组的定子取代电枢；用由固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换向器取代机械换向器和电刷；与传统的电励磁电动机相比，永磁电动机特别是稀土永磁电动机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量小、损耗少、效率高，以及电动机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点，因为应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域；本专利技术提出了一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，通过更加精确的运算模式、更加精细的调制方法，以使得永磁无刷电动机在实际生产中得到更好的运用。
技术实现思路
本专利技术为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案；一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，所述转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，所述转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；所述转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；所述三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；所述逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点；而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算；优选地，所述SVPWM调制过程主要包括：参考电压矢量的扇区判断、各个扇区非零矢量和零矢量作用时间的计算从而确定各个扇区矢量切换点，最后使用一定频率的三角载波信号与各个扇区矢量切换点进行比较，从而产生逆变器所需的SVPWM脉冲信号；优选地，定义开关量为Ta、Ta’、Tb、Tb’、Tc、Tc’，同一桥臂不能同时导通，则两电平三相逆变器的开关状态共有8种，对应8个电压空间矢量；优选地，8个电压空间矢量包括6个非零矢量U1（001）、U2（010）、U3（011）、U4（100）、U5（101）、U6（110），以及2个零矢量U0（000）、U7（111）；优选地，知道参考电压矢量所在的区间位置，利用所在扇区的相邻两电压矢量和适当的零矢量合成参考电压矢量，即可实现SVPWM信号调制；优选地，利用电压空间矢量合成图通过简单计算获得各个扇区的作用时间，确定三相电压时间切换点与各个扇区的关系，通过比较一定频率的三角载波信号和各个扇区矢量切换点，产生逆变器所需的SVPWM波形；优选地，通过maxwell软件对电机磁场进行仿真，确定单HALL传感器的最佳感应位置；与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点。而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算；本专利技术通过更加精确的运算模式、更加精细的调制方法，以使得永磁无刷电动机在实际生产中得到更好的运用；本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；图1为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的结构框图；图2为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式中HALL信号以及U、V、W反电动势和电压的时域波形图；图3为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的逆变器原理图；图4为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的电压空间矢量图；图5为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.90时的磁场分布图；图6为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.90时在1.88mT附近放大图；图7为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.85时的磁场分布图；图8为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.85时在1.88mT附近放大图；图9为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.80时的磁场分布图；图10为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.80时在1.88mT附近放大图；图11为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.75时的磁场分布图；图12为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.75时在1.88mT附近放大图；图13为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.70时的磁场分布图；图14为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.70时在1.88mT附近放大图；图15为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.65时的磁场分布图；图16为一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式的极弧系数为0.65时在1.88mT附近放大图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围；请参阅图1-16，本专利技术实施例中，一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，所述转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，所述转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；所述转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；所述三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，其特征在于，所述转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，所述转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；所述转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；所述三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；所述逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点；而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算。

【技术特征摘要】
1.一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，主要通过逻辑控制模块、转子位置采样模块、三相驱动模块和转速信号输出模块得以实现，其特征在于，所述转子位置采样模块、逻辑控制模块连接、三相驱动模块依次连接，所述转速信号输出模块的输出端和输入端分别连接逻辑控制模块连接和三相驱动模块；所述转子位置采样模块采用单HALL传感器，逻辑控制模块根据接收到的HALL信号计算转子位置并合成SVPWM调制信号；所述三相驱动模块主要为三相桥式逆变电路，通过逻辑控制模块输出的SVPWM信号驱动逆变器中功率晶体管的导通和断开，从而实现永磁无刷直流电机的换相过程；所述逻辑控制模块通过检测U相线圈端电压与电机的绕组中点电压进行比较，确定U相反电动势过零点；进行HALL信号的偏置，使HALL信号超前U相反电动势过零点30°电角度，作为V相和W相到U相的换相点；而W相和U相到V相以及U相和V相到W相的换相点都能够从此点进行推算。2.根据权利要求1所述的一种三相永磁无刷直流电机的单Hall控制方式，其特征在于，所述SVPWM调制过程主要包括：参考电压矢量的扇区判断、各个扇区非零矢量和零矢量作用时间的计算从而确定各个扇区矢量切换点，最后使用一定频率的三角载波信号与各个扇区矢量切换点进行比较，从而产生逆变器所需的SVPWM脉冲信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国涛，张帆，郁琪，马云，
申请(专利权)人：中山市普阳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44