三相无刷电机及其启动控制方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种三相无刷电机及其启动控制方法

【技术实现步骤摘要】
三相无刷电机及其启动控制方法


[0001]本专利技术实施例涉及计算机控制
，尤其涉及一种三相无刷电机及其启动控制方法
。

技术介绍

[0002]目前，三相无刷电机的无传感器驱动控制主要根据反电动势检测来实现，即，在三相无刷电机进入稳定运行之后，通过检测反电动势的周期，幅值等参数，可以判断出三相无刷电机的转子转速和转子磁场位置，反电动势的大小与转子转速相关，只有当转子转速到达一定程度后反电动势信号可以被检测到，从而实现了三相无刷电机的闭环转动控制
。
[0003]在三相无刷电机的启动阶段，转子处于静止状态或转速不稳定状态，通过启动控制方案能够使三相无刷电机进入到闭环转动控制阶段
。
[0004]在传统的三相无刷电机的启动控制方案中，需要对转子进行加速到转子转速稳定的状态，然而，在加速过程中，如果连接到转子的负载出现波动，则会影响到转子的加速过程，从而使无法完成三相无刷电机的可靠启动
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种三相无刷电机及其启动控制方法，以至少部分解决上述问题
。
[0006]根据本专利技术实施例的第一方面，提供了一种三相无刷电机的启动控制方法，包括：在所述三相无刷电机的各个工作扇区中，确定转子磁场在静止状态对应的当前工作扇区，所述各个工作扇区指示所述转子磁场的极性与定子绕组的磁场极性之间的位置关系变化；执行所述定子绕组与所述当前工作扇区对应的导通相；在静止状态启动时，如果在当前工作扇区内判断出转子磁场未经过当前工作扇区的过零参考点，则增大导通相的开关控制信号的占空比，直至转子磁场经过当前工作扇区的过零参考点，其中，所述过零参考点指示悬空相的反电动势与虚拟中性点阈值电压的交叉点；在所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点后经历第一预设时长时，将所述当前工作扇区的下一工作扇区切换为所述当前工作扇区，使所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0007]在本专利技术的另一实现方式中，在所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点之前，所述方法还包括：在静止状态启动时，如果所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，将所述当前工作扇区的下一工作扇区切换为所述当前工作扇区，使所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0008]在本专利技术的另一实现方式中，在所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点之前，所述方法还包括：检测所述转子磁场在所述定子绕组与所述当前工作扇区对应的悬空相中产生的反电动势
、
以及所述反电动势的当前变动趋势；基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
、
以及所述反电动势的当前变动趋势，判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0009]在本专利技术的另一实现方式中，所述基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
、
以及所述反电动势的当前变动趋势，判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，包括：在所述反电动势的当前变动趋势为增大趋势的情况下，如果所述反电动势大于所述虚拟中性点阈值，则判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0010]在本专利技术的另一实现方式中，所述基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
、
以及所述反电动势的当前变动趋势，判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，包括：在所述反电动势的当前变动趋势为减小趋势的情况下，如果所述反电动势小于所述虚拟中性点阈值，则判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0011]在本专利技术的另一实现方式中，所述如果所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点，则增大所述导通相的开关控制信号的占空比，直至所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，包括：如果检测到在第二预设时长内所述转子未经过所述当前工作扇区的过零参考点，则增大所述导通相的开关控制信号的占空比，并且重新开始所述预设时长的计时，直到在所述第二预设时长内所述转子经过所述当前工作扇区的过零参考点
。
[0012]在本专利技术的另一实现方式中，所述如果所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点，则增大所述导通相的开关控制信号的占空比，包括：如果所述转子磁场通过所述导通相的脉冲调制模式驱动未经过所述当前工作扇区的过零参考点，则将所述导通相从所述脉冲调制模式切换到放电模式，在经过第三预设时长后，将所述导通相从所述放电模式切换到所述脉冲调制模式，在所述导通相的脉冲调制模式下增大所述导通相的开关控制信号的占空比
。
[0013]在本专利技术的另一实现方式中，所述定子绕组的导通相对应于三相桥臂电路的桥臂设置有上开关管和下开关管，其中，在所述放电模式中，所述所有上开关管关断且所述所有下开关管接通，在所述脉冲调制模式中，所述上开关管接通且所述下开关管随开关控制信号控制开通或关断，所述开关控制信号为所述下开关管的开关控制信号
。
[0014]在本专利技术的另一实现方式中，所述方法还包括：多次检测将所述当前工作扇区的下一工作扇区切换为所述当前工作扇区所需的换相时长；如果多次检测到的多个换相时长之间的差异小于预设条件，则判断所述三相无刷电机启动完成
。
[0015]根据本专利技术实施例的第二方面，提供了一种三相无刷电机，包括：转子，连接到负载；定子绕组；三相桥臂电路，与所述定子绕组电连接；控制器，与所述三相桥臂电路电连接，用于执行根据第一方面所述的方法对应的操作
。
[0016]在本专利技术实施例的方案中，转子磁场未经过当前工作扇区的过零参考点表明当前工作扇区对应的导通相能够对转子磁场进行驱动，准确地定位了转子的当前工作扇区
。
转子磁在场未经过当前工作扇区的过零参考点时，适应性增大导通相的开关控制信号的占空比，能够在当前工作扇区增大了定子绕组的驱动扭矩，在转子磁场能够经过当前工作扇区的过零参考点时，表明增大的驱动扭矩大于带有负载的转子所需的扭矩，从而在适应转子负载的情况下完成了三相无刷电机的可靠启动
。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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专利技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0018]图
1A
为本专利技术的一些实施例的三相无刷电机的示意性框图
。
[0019]图
1B
为用于描述图
1A
实施例的各个工作扇区的示意图
。
[0020]图2为本专利技术的另一些实施例的三相无刷电机的启动控制方法的步骤流程图
。
[0021]图3为用于描述图2实施例的定子绕组的电动势的变动情况的示意图
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三相无刷电机的启动控制方法，包括：在所述三相无刷电机的各个工作扇区中，确定转子磁场在静止状态对应的当前工作扇区，所述各个工作扇区指示所述转子磁场的极性与定子绕组的磁场极性之间的位置关系变化；执行所述定子绕组与所述当前工作扇区对应的导通相；在所述静止状态启动时，如果在当前工作扇区内判断出转子磁场未经过当前工作扇区的过零参考点，则增大导通相的开关控制信号的占空比，直至转子磁场经过当前工作扇区的过零参考点，其中，所述过零参考点指示悬空相的反电动势与虚拟中性点阈值电压的交叉点；在所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点后经历第一预设时长时，将所述当前工作扇区的下一工作扇区切换为所述当前工作扇区，使所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中，在所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点之前，所述方法还包括：在所述静止状态启动时，如果所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，将所述当前工作扇区的下一工作扇区切换为所述当前工作扇区，使所述转子磁场未经过所述当前工作扇区的过零参考点
。3.
根据权利要求2所述的方法，其中，在所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点之前，所述方法还包括：检测所述转子磁场在所述定子绕组与所述当前工作扇区对应的悬空相中产生的反电动势
、
以及所述反电动势的当前变动趋势；基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
、
以及所述反电动势的当前变动趋势，判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
、
以及所述反电动势的当前变动趋势，判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点，包括：在所述反电动势的当前变动趋势为增大趋势的情况下，如果所述反电动势大于所述虚拟中性点阈值，则判断所述转子磁场经过所述当前工作扇区的过零参考点
。5.
根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述反电动势与虚拟中性点阈值的大小关系
...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂旭伟，
申请(专利权)人：拓尔微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：