一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统技术方案

用于无刷直流电机的转子换相控制系统，包括逆变器、检测模块以及主控模块。逆变器包括三个上管和三个下管，逆变器根据接收的换相信号和脉冲信号调整上管和下管的工作状态，从而控制转子进行换相，以驱动无刷直流电机。检测模块在一个脉冲调制周期内检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号给主控模块，由主控模块延迟预设电角度后输出换相信号；并且，主控模块根据当前非导通相的反电势升降情况相应输出第一斩波信号或第二斩波信号，以相应控制下管斩波或上管斩波，使得在任一完整脉冲调制周期内，均可检测反电势的过零点，从而高精度换相，可靠性高；并且，无需采用位置传感器检测转子位置，简化了电机结构和降低了整体成本。

A rotor commutation control system for BLDCM

【技术实现步骤摘要】
一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统
本技术属于无刷直流电机
，尤其涉及一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统。
技术介绍
无刷直流电机被广泛应用于日常电子产品中。对于采用两两导通、三相六状态工作模式的无刷直流电机，需要控制转子精确地进行换相。目前，传统的无刷直流电机控制技术通常采用位置传感器检测转子的位置信息，从而确定无刷直流电机何时换相。然而，安装位置传感器时需要位置对准；在电机使用过程中，位置传感器一旦由于外力因素而发生移位，其进行位置检测的精度将大大降低；并且，使用位置传感器会增加电机成本并使其结构更加复杂。因此，传统的无刷直流电机控制技术存在着由于依赖位置传感器检测转子的位置信息，而导致的可靠性低、电机结构复杂的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供了一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统，旨在解决传统的无刷直流电机控制技术存在着由于依赖位置传感器检测转子的位置信息，而导致的可靠性低、电机结构复杂的问题，达到无刷直流电机的转子无需依赖位置传感器即可进行精确换相的有益效果。本技术实施例的第一方面提供了一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统，所述无刷直流电机采用两两导通和三相六状态的工作方式，，所述转子换相控制系统包括：逆变器，所述逆变器包括三个相互并联的桥臂，每个所述桥臂均包括一个上管和一个下管，所述逆变器用于根据接收到的换相信号和脉冲信号相应调整三个所述上管和三个所述下管的工作状态，使得所述无刷直流电机的转子进行换相，以驱动所述无刷直流电机；检测模块，所述检测模块与所述逆变器连接，所述检测模块用于在一个脉冲调制周期内检测非导通相的反电势的过零点，并当检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号；以及主控模块，所述主控模块与所述逆变器及所述检测模块连接，所述主控模块用于当接收到所述过零点信号后，延迟预设电角度输出所述换相信号至所述逆变器；其中，所述主控模块还用于当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于上升状态时，输出第一斩波信号，以对导通相对应的所述下管进行斩波，或者当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于下降状态时，输出第二斩波信号，以对导通相对应的所述上管进行斩波。上述的一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统，通过检测模块在一个脉冲调制周期内检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号给主控模块，由主控模块延时预设电角度后输出换相信号至逆变器，无需采用位置传感器检测转子位置，简化了电机结构和整体成本；并且，主控模块根据当前非导通相的反电势升降情况相应输出第一斩波信号或第二斩波信号，以相应控制下管斩波或上管斩波，使得在任一完整脉冲调制周期内，检测模块均可检测反电势的过零点，从而进行换相，换相精度高，可靠性高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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为本技术实施例的第一方面提供的一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统的模块结构示意图；图2为本技术另一实施例提供的转子换相控制系统的模块结构示意图；图3为图1或图2所示的转子换相控制系统中逆变器的电路原理图；图4为图1或图2所示的转子换相控制系统中检测模块的电路原理图；图5为无刷直流电机的三相绕组在一个点周期内的反电势波形图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1为本技术实施例的第一方面提供的一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统的模块结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：本实施例提供的转子换相控制系统，包括逆变器10、检测模块20及主控模块30。无刷直流电机M采用两两导通和三相六状态的工作方式，下文部分内容将“无刷直流电机M”简称为“电机”。逆变器10连接检测模块20，检测模块20连接主控模块30，主控模块30连接逆变器10。其中，逆变器10包括三个相互并联的桥臂，每个桥臂均包括一个上管和一个下管，逆变器10用于根据接收到的换相信号和脉冲信号相应调整三个上管和三个下管的工作状态，使得无刷直流电机M的转子进行换相，以驱动无刷直流电机M。检测模块20用于在一个脉冲调制周期内检测非导通相的反电势的过零点，并当检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号。主控模块30用于当接收到过零点信号后，延迟预设电角度输出换相信号至逆变器10。具体的，上述的脉冲信号为PWM(脉冲宽度调制，PulseWidthModulation)信号。上述的脉冲调制周期为PWM信号的周期，脉冲调制周期包括PWM-ON和PWM-OFF两种状态，PWM信号为高电平时称为PWM-ON状态，PWM信号为低电平时称为PWM-OFF状态。可选的，预设电角度为30°电角度，当主控模块30接收到检测模块20输出的过零点信号时，说明此刻反电势达到过零点，反电势达到过零点的时刻延迟30°电角度即为换相点，因此精准检测过零点即可精准检测换相点，并控制电机M的转子在换相点进行换相，避免产生换相偏移，从而影响电机M正常工作。本实施例提供的转子换相控制系统，通过检测模块20在一个脉冲调制周期内检测非导通相的反电势的过零点，并当检测到过零点时，输出过零点信号给主控模块30，由主控模块30延迟预设电角度后输出换相信号，从而实现换相，无需采用位置传感器检测转子位置，避免位置传感器安装位置有偏差或者在电机M使用过程中，位置传感器一旦由于外力因素而发生移位，从而导致获取的位置信息不正确，造成系统可靠性低的问题，并且大大节省了系统的功耗，节能环保，电路简单，整机成本低。本实施例中，主控模块30还用于当判断无刷直流电机M中非导通相的反电势处于上升状态时，输出第一斩波信号，以对导通相对应的下管进行斩波，或者当判断无刷直流电机M中非导通相的反电势处于下降状态时，输出第二斩波信号，以对导通相对应的上管进行斩波。在非导通相的反电势上升时，通过控制下管斩波，使得在一个完整的脉冲调制周期内，均可对反电势的过零点进行检测；在非导通相的反电势下降时，通过控制上管斩波，使得在一个完整的脉冲调制周期内，均可对反电势的过零点进行检测。因此，相比传统的仅能在PWM-ON时进行过零点检测的技术，本实施例通过根据任一导通相序时非导通相的反电势升降情况相应控制下管或者上管进行斩波，使得在一个完整的脉冲调制周期内，检测模块20均可对反电势的过零点进行检测，大大提高了过零点的检测精度，因而也大大提高了换相精度，系统的可靠性高。图2为本技术另一实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统，所述无刷直流电机采用两两导通和三相六状态的工作方式，其特征在于，所述转子换相控制系统包括：/n逆变器，所述逆变器包括三个相互并联的桥臂，每个所述桥臂均包括一个上管和一个下管，所述逆变器用于根据接收到的换相信号和脉冲信号相应调整三个所述上管和三个所述下管的工作状态，使得所述无刷直流电机的转子进行换相，以驱动所述无刷直流电机；/n检测模块，所述检测模块与所述逆变器连接，所述检测模块用于在一个脉冲调制周期内检测非导通相的反电势的过零点，并当检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号；以及/n主控模块，所述主控模块与所述逆变器及所述检测模块连接，所述主控模块用于当接收到所述过零点信号后，延迟预设电角度输出所述换相信号至所述逆变器；/n其中，所述主控模块还用于当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于上升状态时，输出第一斩波信号，以对导通相对应的所述下管进行斩波，或者当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于下降状态时，输出第二斩波信号，以对导通相对应的所述上管进行斩波。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无刷直流电机的转子换相控制系统，所述无刷直流电机采用两两导通和三相六状态的工作方式，其特征在于，所述转子换相控制系统包括：
逆变器，所述逆变器包括三个相互并联的桥臂，每个所述桥臂均包括一个上管和一个下管，所述逆变器用于根据接收到的换相信号和脉冲信号相应调整三个所述上管和三个所述下管的工作状态，使得所述无刷直流电机的转子进行换相，以驱动所述无刷直流电机；
检测模块，所述检测模块与所述逆变器连接，所述检测模块用于在一个脉冲调制周期内检测非导通相的反电势的过零点，并当检测到非导通相的反电势的过零点时，输出过零点信号；以及
主控模块，所述主控模块与所述逆变器及所述检测模块连接，所述主控模块用于当接收到所述过零点信号后，延迟预设电角度输出所述换相信号至所述逆变器；
其中，所述主控模块还用于当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于上升状态时，输出第一斩波信号，以对导通相对应的所述下管进行斩波，或者当判断所述无刷直流电机中非导通相的反电势处于下降状态时，输出第二斩波信号，以对导通相对应的所述上管进行斩波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李延吉，李家良，
申请(专利权)人：捷和电机制品深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44