实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法技术

本发明专利技术涉及一种实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，包括通过边沿检测的方式检测HALL信号，记录沿跳变次数；判断HALL代表的转子的位置变化和MCU内部计算的角度值差值的绝对值在预设的误差范围内，如果是则MCU内部的角度值被更新为HALL检测出的转子位置代表的角度，否则MCU内部的角度值根据前面由电机转速计算出的角度增量递增；根据上一次的角度增量原始值得出可接受的范围。采用了本发明专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，设计了内部degree记录角度，电机根据degree角度值来换相，清晰地了解到电机当前位置，相比用单纯定时器的方式，在速度快与慢时，计数的大小不同，不能直观了解电机转子位置。位置。位置。

【技术实现步骤摘要】
实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及电机故障处理领域，具体是指一种实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法。

技术介绍

[0002]霍尔传感器发生故障时，会维持在高电平状态或低电平状态，而不随转子位置变化而变化，对于BLDC电机来说，单霍尔故障会导致换向扇区从原来的六状态转化为四状态，而在双霍尔故障时导致换相扇区从六状态变为两状态。
[0003]现有技术有：
[0004]1、利用转子位置观测器，比较观测结果与霍尔传感器的输出，利用两者的差值来检测传感器的故障。检测到故障后，改用观测器输出作为转子位置反馈，实现容错控制；该方法对于方波控制来说较复杂，而且需要增加硬件外围。
[0005]2、根据前一次的电机运行速度，建立上一次换相到下一次换相间的时间置信区间，若发现不在置信区间内，则放大置信区间一倍，如果还不在置信区间内，则判定该HALL发生故障。换相则按照当前确认还未发生故障的HALL相的定时器值，给出换相时刻。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足数据精准、误差小、适用范围较为广泛的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法如下：
[0008]该实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
[0009](1)通过边沿检测的方式检测HALL信号，记录沿跳变次数；
[0010](2)判断HALL代表的转子的位置变化和MCU内部计算的角度值差值的绝对值在预设的误差范围内，如果是则MCU内部的角度值被更新为HALL检测出的转子位置代表的角度，否则MCU内部的角度值根据前面由电机转速计算出的角度增量递增；
[0011](3)根据上一次的角度增量原始值得出可接受的范围。
[0012]较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
[0013](1.1)检测出HALL信号改变发生次序，提示故障；
[0014](1.2)判断是否发生沿跳变，如果有，则记录每个电周期下发生沿跳变次数，继续步骤(1.3)；否则，如果没有沿跳变，则三个HALL均发生故障；
[0015](1.3)每个HALL上升沿和下降沿均发生后，记录了round_x+1的发生沿跳变次数，其中，x分别表示为a、b、c三相，将每次发生沿跳变时round_a、round_b和round_c的最大值分别减去round_x，如果结果大于1则为HALL故障相；否则，没发生故障。
[0016]较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
[0017](3.1)根据上一次的角度增量原始值以及换相硬件电路中寄存器设置的误差角度设置角度增量可接受的范围；
[0018](3.2)判断HALL沿跳变发生时，MCU内部角度计数值和HALL对应的角度之间的差值是否在可接受的范围内，如果是，则将HALL对应的角度更新给MCU内部的角度计数值；否则，不更新角度。
[0019]较佳地，所述的方法还包括换相的步骤，具体包括以下步骤：
[0020]在MCU内部计算的角度为30
°
、90
°
、150
°
、210
°
、270
°
或330
°
的时候进行换相操作。
[0021]较佳地，所述的电机包括角度记录器，用于记录角度，根据角度记录器的值使电机的换相。
[0022]较佳地，所述的电机包括误差寄存器组，包含多个误差寄存器，输出端均和与或门相连接，分别对应换相时不同的转子位置角度。
[0023]采用了本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，作为硬件检测方式，对于电机控制用户来说，重复性的检测工作都由硬件完成，并能保证及时换相。本专利技术设计了内部degree记录角度，电机根据degree角度值来换相，清晰地了解到电机当前位置，相比用单纯定时器的方式，在速度快与慢时，计数的大小不同，不能直观了解电机转子位置。本专利技术在发生无论是几个霍尔发生故障的情况下都能让电机正常运转起来，是在先保证换相后再检测出HALL故障的思路来完成的。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的电机控制框图。
[0025]图2为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的电机运行时序效果图。
[0026]图3为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的HALL沿检测电路图。
[0027]图4为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的HALL检测流程及MCU内部degree计数增量计算流程图。
[0028]图5为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的HALL沿检测结果转化成转子位置角度电路图。
[0029]图6为本专利技术的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法的换相时刻和HALL跳变更新给MCU内部degree时刻示意图。
具体实施方式
[0030]为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
[0031]本专利技术的该实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，其中包括以下步骤：
[0032](1)通过边沿检测的方式检测HALL信号，记录沿跳变次数；
[0033](1.1)检测出HALL信号改变发生次序，提示故障；
[0034](1.2)判断是否发生沿跳变，如果有，则记录每个电周期下发生沿跳变次数，继续
[0035]步骤(1.3)；否则，如果没有沿跳变，则三个HALL均发生故障；
[0036](1.3)每个HALL上升沿和下降沿均发生后，记录了round_x+1的发生沿跳变次数，其中，x分别表示为a、b、c三相，将每次发生沿跳变时round_a、round_b和round_c的最大值分别减去round_x，如果结果大于1则为HALL故障相；否则，没发生故障；
[0037](2)判断HALL代表的转子的位置变化和MCU内部计算的角度值差值的绝对值在预设的误差范围内，如果是则MCU内部的角度值被更新为HALL检测出的转子位置代表的角度，否则MCU内部的角度值根据前面由电机转速计算出的角度增量递增；
[0038](3)根据上一次的角度增量原始值得出可接受的范围；
[0039](3.1)根据上一次的角度增量原始值以及换相硬件电路中寄存器设置的误差角度设
[0040]置角度增量可接受的范围；
[0041](3.2)判断HALL沿跳变发生时，MCU内部角度计数值和HALL对应的角度之间的差值是否在可接受的范围内，如果是，则将HALL对应的角度更新给MCU内部的角度计数值；否则，不更新角度。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)通过边沿检测的方式检测HALL信号，记录沿跳变次数；(2)判断HALL代表的转子的位置变化和MCU内部计算的角度值差值的绝对值在预设的误差范围内，如果是则MCU内部的角度值被更新为HALL检测出的转子位置代表的角度，否则MCU内部的角度值根据前面由电机转速计算出的角度增量递增。(3)根据上一次的角度增量原始值得出可接受的角度增量范围。2.根据权利要求1所述的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：(1.1)检测出HALL信号改变发生次序，提示故障；(1.2)判断是否发生沿跳变，如果有，则记录每个电周期下发生沿跳变次数，继续步骤(1.3)；否则，如果没有沿跳变，则三个HALL均发生故障；(1.3)每个HALL上升沿和下降沿均发生后，记录了round_x+1的发生沿跳变次数，其中，x分别表示为a、b、c三相，将每次发生沿跳变时round_a、round_b和round_c的最大值分别减去round_x，如果结果大于1则为HALL故障相；否则，没发生故障。3.根据权利要求1所述的实现无刷直流电机霍尔位置传感器故障处理的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桑，赵旭东，张正瑞，
申请(专利权)人：华润微集成电路无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：