一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统，涉及电机控制领域，具体包括步骤：获取各霍尔传感器的连续实时输出信号；判断当前采集时刻的输出信号与上一采集时刻的输出信号是否一致，若是，控制电机保持霍尔控制模式，若否，判断霍尔传感器故障，并控制电机切换为反电动势控制模式。本发明专利技术通过对各霍尔传感器连续实时输出信号信号值大小的比较，从而及时获取霍尔传感器故障信息，通过反电动势零点检测对电流方向进行切换，从而保证柱塞泵能够以正常的力学特性运转。证柱塞泵能够以正常的力学特性运转。证柱塞泵能够以正常的力学特性运转。

【技术实现步骤摘要】
一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，具体涉及一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统。

技术介绍

[0002]通常柱塞泵的直流无刷电机会使用相对简单的电机位置传感器，而在现有电机技术中，为了降低成本，采用霍尔传感器来完成对电机的磁场定向控制。但是在一些突发情况下，由于霍尔传感器出现故障导致输出的角度计算结果存在较大的误差，而如果在这种误差下运行柱塞泵，会对其力学性能造成极大影响。因此，如何及时发现霍尔传感器发生故障，并在发生故障时及时采取相应措施保证柱塞泵的正常运行，就是本专利技术所要解决的问题。

技术实现思路

[0003]为解决基于霍尔传感器驱动电机的柱塞泵，在霍尔传感器突发故障情况下仍能够以较好的力学性能保持运转，本专利技术提出了一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，包括步骤：
[0004]S1：获取各霍尔传感器的连续实时输出信号；
[0005]S2：判断当前采集时刻的输出信号与上一采集时刻的输出信号是否一致，若是，控制电机保持霍尔控制模式，若否，判断霍尔传感器故障，并进入步骤S3；
[0006]S3：控制电机切换为反电动势控制模式。
[0007]进一步地，所述步骤S2中，霍尔控制模式为：
[0008]根据实时输出信号计算当前转子与预设坐标轴的角度位置，根据角度位置对电机转子进行控制。
[0009]进一步地，所述各角度位置对应于不同的分布区间，各分步区间设有一个预设角度极值，根据角度位置对电机转子进行控制的具体方式为：
[0010]当角度位置达到某一分布区间的预设角度极值时，对应分步区间内的霍尔传感器输出信号控制电流换向。
[0011]进一步地，所述步骤S3中，反电动势控制模式为：
[0012]当未加电相组的端口电压为母线电压的半值时，以该采集时刻为反电动势零点时刻，根据零点时刻对电机转子进行控制。
[0013]进一步地，所述根据零点时刻对电机转子进行控制的具体方式为：
[0014]当到达反电动势零点时刻时，控制电流换向。
[0015]本专利技术还提出了一种基于霍尔传感器电机的复合式控制系统，包括：
[0016]信号采集器，用于采集各霍尔传感器的连续实时输出信号；
[0017]故障判断器，用于在当前采集时刻的输出信号与上一采集时刻的输出信号不一致时输出故障信号；
[0018]模式切换器，用于在接收到故障信号时控制电机切换为反电动势控制模式，否则控制电机保持霍尔控制模式。
[0019]进一步地，所述霍尔控制模式为：
[0020]根据实时输出信号计算当前转子与预设坐标轴的角度位置，根据角度位置对电机转子进行控制。
[0021]进一步地，所述各角度位置对应于不同的分布区间，各分步区间设有一个预设角度极值，根据角度位置对电机转子进行控制的具体方式为：
[0022]当角度位置达到某一分布区间的预设角度极值时，对应分步区间内的霍尔传感器输出信号控制电流换向。
[0023]进一步地，所述反电动势控制模式为：
[0024]当未加电相组的端口电压为母线电压的半值时，以该采集时刻为反电动势零点时刻，根据零点时刻对电机转子进行控制。
[0025]进一步地，所述根据零点时刻对电机转子进行控制的具体方式为：
[0026]当到达反电动势零点时刻时，控制电流换向。
[0027]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术所述的一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统，通过对各霍尔传感器连续实时输出信号的信号值大小的比较，从而及时获取霍尔传感器故障信息；
[0029](2)在霍尔传感器发生故障时，通过反电动势零点检测对电流方向进行切换，从而保证柱塞泵能够以正常的力学特性运转。
附图说明
[0030]图1为一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统的方法步骤图；
[0031]图2为一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法与系统的系统结构图；
[0032]图3为三霍尔传感器电机示意图；
[0033]图4为电流信号示意图；
[0034]图5为方波气隙磁场与梯形波反电势示意图。
具体实施方式
[0035]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0036]实施例一
[0037]为解决基于霍尔传感器驱动电机的柱塞泵，在霍尔传感器突发故障情况下仍能够以较好的力学性能保持运转，如图1所示，本专利技术提出了一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，包括步骤：
[0038]S1：获取各霍尔传感器的连续实时输出信号；
[0039]S2：判断当前采集时刻的输出信号与上一采集时刻的输出信号是否一致，若是，控制电机保持霍尔控制模式，若否，判断霍尔传感器故障，并进入步骤S3；
[0040]S3：控制电机切换为反电动势控制模式。
[0041]通过上述方法,在电机运转的时候,首先对霍尔传感器进行故障诊断,通过对连续
实时输出信号的比较，在霍尔传感器发生故障导致输出信号峰值改变的第一时刻，就能立即检测出故障发生的霍尔传感器，从而对电机的驱动方式进行切换。
[0042]在步骤S2中，判断电机内的霍尔传感器组中是否有霍尔传感器发生故障包括：
[0043]对霍尔传感器组输出的信号值进行连续采样,这里的连续采样是指对霍尔传感器每次采集的信号都进行收集处理；
[0044]比对霍尔传感器组连续两次输出的信号值，一般地,每个霍尔传感器的相邻两次输出信号的间隔为200微秒,当然,还可以是100微秒、300微秒或其它时间,这里列举的数值并不是限定其范围,只是一个举例说明；
[0045]若两次输出的信号值相同,则判定霍尔传感器组未发生故障；若两次输出的信号值不同,则判定霍尔传感器组发生了故障。
[0046]而步骤S2中，所述霍尔控制模式为，根据实时输出信号计算当前转子与与预设坐标轴(可以根据需求自行设定)的角度位置，根据角度位置对电机转子进行控制。
[0047]以三霍尔传感器电机为例，将定子所在的圆周区域根据三个霍尔传感器等分为6个分步区间U1、U2、U3、U4、U5、U6。当电机转子的磁极位于不同分步区间时﹐霍尔传感器组均输出一个不同的信号值Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6；其中,每一信号值对应一个角度范围(R61～R12)、(R12～R23)、(R23～R34)、(R34～R45)、(R45～R56)、(R56～R61)。其中，根据角度对电机转子进行控制的具体方式为：
[0048]计算转子与预设坐标轴的角度的极值α。其中，极值α计算如下:
[0049]如果信号值从Y1跳变到Y2,极值为R12；
[0050]如果信号值从Y2跳变到Y3,极值为R23；
[0051]如果信号值从Y3跳变到Y本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，其特征在于，包括步骤：S1：获取各霍尔传感器的连续实时输出信号；S2：判断当前采集时刻的输出信号与上一采集时刻的输出信号是否一致，若是，控制电机保持霍尔控制模式，若否，判断霍尔传感器故障，并进入步骤S3；S3：控制电机切换为反电动势控制模式。2.如权利要求1所述的一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，霍尔控制模式为：根据实时输出信号计算当前转子与预设坐标轴的角度位置，根据角度位置对电机转子进行控制。3.如权利要求2所述的一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，其特征在于，所述各角度位置对应于不同的分布区间，各分步区间设有一个预设角度极值，根据角度位置对电机转子进行控制的具体方式为：当角度位置达到某一分布区间的预设角度极值时，对应分步区间内的霍尔传感器输出信号控制电流换向。4.如权利要求1所述的一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，反电动势控制模式为：当未加电相组的端口电压为母线电压的半值时，以该采集时刻为反电动势零点时刻，根据零点时刻对电机转子进行控制。5.如权利要求1所述的一种基于霍尔传感器电机的复合式控制方法，其特征在于，所述根据零点时刻对电机转子进行控制的具体方式为：当到达反电动势零点时刻时，控制电流换向。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：董浩天，毛剑峰，朱耀坤，李雨楠，斯梓展，缪骏豪，彭小伟，刘泽琨，褚熠，王俊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：