直流无刷电机以及直流无刷电机的控制方法技术

本申请公开一种直流无刷电机以及直流无刷电机的控制方法，能够克服现有技术中的电机转子的位置检测时遇到的问题。所述直流无刷电机的控制方法，包括以下步骤：获取避噪延时时长，所述避噪延时时长对应至换相时的噪声持续时长；在换相后等待所述避噪延时时长，并在所述避噪延时时长后检测所述直流无刷电机的过零点，以进行换相。

【技术实现步骤摘要】
直流无刷电机以及直流无刷电机的控制方法
本申请涉及电机领域，具体涉及直流无刷电机以及直流无刷电机的控制方法。
技术介绍
如图1所示，一般的直流无刷电机是由三相(分别为图1中的U、V、W三相)逆变桥来驱动的。根据转子位置的不同，为了产生最大的平均转矩，在一个电角度周期中，具有六个换相状态。在任一个时间段中，三相中都只有两相导通，并且每相导通的时间间隔为120°电角度。例如，当A相、B相已经持续60°电角度时，C相不导通。而从B相不导通，到C相开始导通的过程，称为换相。换相的时刻取决于转子的位置。转子的位置检测一般分为有感和无感的方式。有感的方式一般是通过电机外接光电编码器或者霍尔传感器，这种方式对电机的结构有要求，成本高；无感的方式是通过测量电机的相电压来估算电机的位置，这种方式成本较低，要准确对电机位置进行估算对检测算法提出了要求。现有技术中常采用检测反电动势过零点的方法来检测换相时刻。反电动势过零点的检测方法是：通过测量不通电相的端电压，与所述直流无刷电机的绕组的驱动电压的一半进行比较，以得到反电动势的过零点。然而，现有技术中进行过零点检测时，常出现过零误判，导致系统错误估计电机的位置，从而导致电机失去控制，出现故障。
技术实现思路
鉴于此，本申请提供一种直流无刷电机以及直流无刷电机的控制方法，能够克服现有技术中的电机转子的位置检测时遇到的问题。本申请提供的一种直流无刷电机的控制方法，包括以下步骤：获取避噪延时时长，所述避噪延时时长对应至换相时的噪声持续时长；在换相后等待所述避噪延时时长；在所述避噪延时时长后检测所述直流无刷电机的过零点，以进行换相。可选的，获取所述避噪延时时长时，包括以下步骤：获取所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流；根据所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流获取所述避噪延时时长。可选的，根据以下公式，获取所述避噪延时时长：tnoise＝(2×Vin)/(L×i)；其中tnoise为所述避噪延时时长，Vin为所述直流无刷电机的驱动电压，所述L为所述直流无刷电机的电感，所述i为相电流。可选的，检测所述直流无刷电机的过零点时，包括以下步骤：从0开始计量当前等待时长，并在所述当前等待时长等于周期时长时，获取第三相的电压，所述第三相为所述直流无刷电机中的不通电相；判断所述第三相的电压是否为所述相电压的最大电压的二分之一，若是，则判定当前时间点为所述直流无刷电机的过零点。可选的，还包括以下步骤：获取超前角度，所述超前角度与所述直流无刷电机的控制端采样获取过零点时的内部时延相关；根据所述超前角度，对所述换相进行超前控制。可选的，根据以下公式获取所述超前角度：α＝V×θ/Vmax；其中α为所述超前角度，θ为最大超前角度；V为所述直流无刷电机的实际运行速度；Vmax为所述直流无刷电机的最高运行速度。可选的，获取所述最大超前角度时，包括以下步骤：在所述直流无刷电机的控制端采样所述直流无刷电机的第三相，从而获取第一换相过程中所述直流无刷电机的过零点，为第一过零点，所述第三相为所述直流无刷电机中不通电相；在所述直流无刷电机端直接测量所述直流无刷电机的第三相，获取第一换相过程中所述直流无刷电机的过零点，为第二过零点；比较所述第一过零点和第二过零点的时间差，并根据所述时间差获取所述最大超前角度。可选的，进行超前控制时，包括以下步骤：根据所述超前角度获取超前换相时间；获取所述周期时间与所述超前换相时间的差值；在检测到过零点后，从0开始计时，直至计时值等于所述差值时换相。可选的，根据下式获取所述超前换相时间：tL＝α/ω；其中tL为所述换相时间的调整量，α为所述超前角度，ω为所述直流无刷电机实际运行时的角速度。本申请中还提供了一种直流无刷电机，包括：控制模块，用于控制所述直流无刷电机的工作状态，至少能够提供所述的控制方法。本专利技术中的直流无刷电机以及控制方法通过获取所述避噪延时时长，避让换相时产生噪声的时间段，可以有效防止这种噪声引起过零点的误判，保持过零检测的准确，有效防止过零点的误判造成的换相错乱，以及造成的电机转动错乱。本专利技术中还加入了超前角度控制，能更好的驱动电机平稳运行。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为直流无刷电机的结构示意图。图2为理想的直流无刷电机三相电的电位-时间示意图。图3为实际的直流无刷电机三相电的电位-时间示意图。图4为本申请一实施例中所述直流无刷电机的控制方法的步骤流程示意图。图5为本申请一实施例中所述直流无刷电机的控制方法的步骤流程示意图。图6为本申请一实施例中所述直流无刷电机的控制方法的步骤流程示意图。具体实施方式研究发现，现有技术中出现上述问题的原因在于，在每次换相后，换相瞬间电流的急剧变化作用于电机绕组，相电压会产生续流噪声，特别是在电机急剧加减速，或者负载出现急剧变化的时候，噪声会更为明显，这样的换相噪声可能会引起过零误判，导致系统错误估计电机的位置，从而导致电机失去控制，出现故障。理想状态下的相电流如图2所示，具有续流噪声的相电流如图3所示。以下结合附图以及实施例，对所述直流无刷电机以及控制方法进行进一步的说明。请参阅图4，为本申请一实施例中所述直流无刷电机的控制方法的步骤流程示意图。在该实施例中，所述直流无刷电机的控制方法包括以下步骤：步骤S401：获取避噪延时时长，所述避噪延时时长对应至换相时的噪声持续时长；步骤S402：在换相后等待所述避噪延时时长；步骤S403：在所述避噪延时时长后检测所述直流无刷电机的过零点，以进行换相。通过获取所述避噪延时时长，避让换相时产生噪声的时间段，可以有效防止这种噪声引起过零点的误判，保持过零检测的准确，有效防止过零点的误判造成的换相错乱，以及造成的电机转动错乱。由于换相时有：Vin＝L*di/dt，其中Vin为所述直流无刷电机的驱动电压，L为所述直流无刷电机的电感，电流为相电流，当把相电流看作一个线性下降到零的过程，则可以根据以下公式获取所述避噪延时时长：tnoise＝(2×Vin)/(L×i)；其中tnoise为所述避噪延时时长，Vin为所述直流无刷电机的驱动电压，所述L为所述直流无刷电机的电感，所述i为相电流。因此，在获取所述避噪延时时长时，包括以下步骤：获取所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流；根据所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流获取所述避噪延时时长。在每一次换相后，等待所述避噪延时时长，再开始新一轮的换向控制，即可避免噪声对所述过零点检测的影响。在检测所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流无刷电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取避噪延时时长，所述避噪延时时长对应至换相时的噪声持续时长；/n在换相后等待所述避噪延时时长；/n在所述避噪延时时长后检测所述直流无刷电机的过零点，以进行换相。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取避噪延时时长，所述避噪延时时长对应至换相时的噪声持续时长；
在换相后等待所述避噪延时时长；
在所述避噪延时时长后检测所述直流无刷电机的过零点，以进行换相。


2.根据权利要求1所述的直流无刷电机的控制方法，其特征在于，获取所述避噪延时时长时，包括以下步骤：
获取所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流；
根据所述直流无刷电机的驱动电压、电机电感以及相电流获取所述避噪延时时长。


3.根据权利要求2所述的直流无刷电机的控制方法，其特征在于，根据以下公式，获取所述避噪延时时长：
tnoise＝(2×Vin)/(L×i)；
其中tnoise为所述避噪延时时长，Vin为所述直流无刷电机的驱动电压，所述L为所述直流无刷电机的电感，所述i为相电流。


4.根据权利要求1所述的直流无刷电机的控制方法，其特征在于，检测所述直流无刷电机的过零点时，包括以下步骤：
从0开始计量当前等待时长，并在所述当前等待时长等于周期时长时，获取第三相的电压，所述第三相为所述直流无刷电机中不通电相；
判断所述第三相的电压是否为所述相电压的最大电压的二分之一，若是，则判定当前时间点为所述直流无刷电机的过零点。


5.根据权利要求1所述的直流无刷电机的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取超前角度，所述超前角度与所述直流无刷电机的控制端采样获取过零点时的内部时延相关；
根据所述超前角度，对所述换相进行超前控制。

【专利技术属性】
技术研发人员：何川，王翔，刘吉平，
申请(专利权)人：深圳市航顺芯片技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44