The invention relates to a real-time fault identification and reconstruction system for Hall sensor of brushless DC motor, in particular to a real-time fault identification, reconstruction and fault protection method for Hall signal of brushless DC motor, which is suitable for all kinds of high-speed brushless DC motors (high-speed refers to the operation state of brushless DC motor after starting). The method of the invention can identify the Hall sensor fault of the brushless DC motor in real time and complete the Hall signal reconstruction under the operation state of the brushless DC motor. As long as the Hall signal of BLDCM is correct in one phase, other Hall signals can be reconstructed to ensure the normal operation of high-speed motor; when all Hall signals fail, it can ensure that the motor does not overflow and ensure the safety of the motor. Compared with the traditional brushless DC motor control method, the driving reliability of the brushless DC motor can be greatly improved by adding the method of the present invention.
【技术实现步骤摘要】
一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统和方法
本专利技术涉及一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统和方法，具体涉及一种无刷直流电机霍尔信号的实时故障识别、重构及故障保护方法，适用于各类高速(高速是指无刷直流电机启动后的运行状态)运行的无刷直流电机。
技术介绍
无刷直流电机驱动控制系统的故障主要包括电机绕组故障，电机霍尔传感器故障，逆变器故障等。无刷直流电机需要通过霍尔传感器完成电子换相，实现无刷直流电机的驱动控制。若霍尔传感器的霍尔信号出现异常，会导致电机绕组异常开通，产生大电流，甚至烧毁电机。因此，对无刷直流电机霍尔传感器的故障判断及保护十分重要。在某些应用中，如航天器使用的控制力矩陀螺(CMG)，其高速无刷直流电机霍尔信号通过导电滑环传输，长时间运行时会偶发霍尔信号瞬断导致整机失效。在不使用导电滑环的应用中，也会因为霍尔器件自身故障，霍尔信号引线虚焊等原因导致霍尔信号输出异常，因此，研究无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别及重构方法十分必要。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重...
【技术保护点】
1.一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：该系统包括输入控制模块和实时霍尔重构模块；输入控制模块包括置信区间计算模块和重构判别模块；实时霍尔重构模块包括滤波模块、故障诊断重构模块、诊断标志模块、选择模块、第一转速测量模块、第二转速测量模块和霍尔输出模块。
【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：该系统包括输入控制模块和实时霍尔重构模块；输入控制模块包括置信区间计算模块和重构判别模块；实时霍尔重构模块包括滤波模块、故障诊断重构模块、诊断标志模块、选择模块、第一转速测量模块、第二转速测量模块和霍尔输出模块。2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：置信区间计算模块接收到无刷直流电机的设定转速输入，置信区间计算模块根据接收到的设定转速输入计算三个数值，三个数值分别为霍尔置信区间最大值、霍尔置信区间最小值和霍尔信号1/(2P)周期值，并将计算出的三个数值发送给故障诊断重构模块；同时，置信区间计算模块根据接收到的设定转速输入计算出重构转速范围，并将计算得到的重构转速范围发送给重构判别模块。3.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：构判别模块用于接收置信区间计算模块发送的重构转速范围和第一转速测量模块发送的无刷直流电机的转速，并判断接收到的无刷直流电机的转速是否在重构转速范围内，然后输出重构使能信号给霍尔输出模块；当无刷直流电机的转速在重构转速范围内时输出的重构使能信号标记为1，当无刷直流电机的转速不在重构转速范围内时输出的重构使能信号标记为0；滤波模块用于接收无刷直流电机的三相霍尔信号，并对接收到的三相霍尔信号进行滤波处理，并将滤波处理后的三相霍尔信号发送给故障诊断重构模块和第一转速测量模块。4.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：故障诊断重构模块用于接收滤波模块发送的三相霍尔信号，并对接收到的三相霍尔信号进行实时故障判别及重构，输出无刷直流电机旋转一周的三相计数值给选择模块、输出诊断标志信号给诊断标志模块、输出三相重构信号给霍尔输出模块；诊断标志模块用于接收故障诊断重构模块输出的诊断标志信号并进行存储，同时将接收到的诊断标志信号发送给选择模块和霍尔输出模块。5.根据权利要求1所述的一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构系统，其特征在于：选择模块用于接收故障诊断重构模块输出的无刷直流电机旋转一周的三相计数值和诊断标志模块输出的诊断标志信号，并根据接收到的无刷直流电机旋转一周的三相计数值和诊断标志信号输出无刷直流电机旋转一周的一相计数值给第二转速测量模块；第一转速测量模块根据滤波模块输出三相霍尔信号计算无刷直流电机的转速，并将得到的无刷直流电机的转速发送给重构判别模块；第二转速测量模块根据选择模块输出的无刷直流电机旋转一周的一相计数值计算无刷直流电机的转速，作为无刷直流电机的转速输出；霍尔输出模块用于接收故障诊断重构模块输出的三相重构信号、诊断标志模块输出的诊断标志信号、重构判别模块输出的重构使能信号，并根据接收到的三相重构信号、诊断标志信号和重构使能信号输出重构后的三相霍尔信号用于无刷直流电机的换相控制。6.一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)设定无刷直流电机的转速，并将设定的无刷直流电机的转速作为置信区间计算模块的输入，置信区间计算模块根据接收到的设定转速输入计算三个数值，三个数值分别为霍尔置信区间最大值、霍尔置信区间最小值和霍尔信号1/(2P)周期值，并将计算出的三个数值发送给故障诊断重构模块；同时，置信区间计算模块根据接收到的设定转速输入计算出重构转速范围，并将计算得到的重构转速范围发送给重构判别模块；滤波模块接收无刷直流电机的三相霍尔信号，并对接收到的三相霍尔信号进行滤波处理，并将滤波处理后的三相霍尔信号发送给故障诊断重构模块和第一转速测量模块；(2)第一转速测量模块根据滤波模块输出三相霍尔信号计算无刷直流电机的转速，并将得到的无刷直流电机的转速发送给重构判别模块；(3)重构判别模块根据置信区间计算模块发送的重构转速范围和第一转速测量模块发送的无刷直流电机的转速，对接收到的无刷直流电机的转速与重构转速范围进行比较，然后输出重构使能信号给霍尔输出模块；(4)故障诊断重构模块接收滤波模块发送的三相霍尔信号，并对接收到的三相霍尔信号进行实时故障判别及重构，输出无刷直流电机旋转一周的三相计数值给选择模块、输出诊断标志信号给诊断标志模块、输出三相重构信号给霍尔输出模块；(5)诊断标志模块接收故障诊断重构模块输出的诊断标志信号并进行存储，同时将接收到的诊断标志信号发送给选择模块和霍尔输出模块；(6)选择模块接收故障诊断重构模块输出的无刷直流电机旋转一周的三相计数值和诊断标志模块输出的诊断标志信号，并根据接收到的无刷直流电机旋转一周的三相计数值和诊断标志信号输出无刷直流电机旋转一周的一相计数值给第二转速测量模块；(7)第二转速测量模块根据选择模块输出的无刷直流电机旋转一周的一相计数值计算无刷直流电机的转速，作为无刷直流电机的转速输出；(8)霍尔输出模块接收故障诊断重构模块输出的三相重构信号、诊断标志模块输出的诊断标志信号、重构判别模块输出的重构使能信号，并根据接收到的三相重构信号、诊断标志信号和重构使能信号输出重构后的三相霍尔信号用于无刷直流电机的换相控制。7.根据权利要求6所述的一种无刷直流电机霍尔传感器实时故障识别重构方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，置信区间计算模块根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁明，王英广，胡跃伟，田利梅，赵维珩，宿诺，田兴，李刚，武登云，张激扬，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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