无刷直流马达的无感测器启动控制方法技术

一种无刷直流马达的无感测器启动控制方法，包含步骤：一第一次转子定位步骤；一第二次转子定位步骤；一开回路启动步骤；及一闭回路运转控制步骤。本发明专利技术借助上述启动步骤，在该第一次转子定位步骤中发生启动死角时，仍可借助该第二次转子定位步骤进行转子的定位，以进一步提高无刷直流马达启动的定位精确度、降低耗电量及提高启动顺畅性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种无刷直流马达的启动控制方法，尤其是一种无设置感测器的无刷 直流马达的启动控制方法。
技术介绍
近年来，马达的使用对于许多产业利用上均扮演着相当重要的角色，例如，在散热 风扇产业的应用中，为增进该等散热风扇的运转效率，业者大多使用无刷直流马达控制该 散热风扇的扇叶转动，以进行电子产品的驱风散热。在操作该无刷直流马达时，在某些场合中，其通常预先利用一霍尔感测器的检测， 以确定一转子的磁极位置，以便后续的驱动控制得以顺畅进行。然而，在一些应用场合中， 往往因为环境条件限制而无法使用该霍尔感测器(例如压缩机引起的高温造成该霍尔感 测器误动作，而影响该无刷直流马达的启动操作)。有鉴于此，利用无感测器技术控制该无刷直流马达运转的方法已纷纷被提出。请 参照图1所示，其揭示一种现有，包含步骤一转子 定位步骤S91 ；—开回路启动步骤S92 ；及一闭回路运转控制步骤S93。请参照图2及3a所示，为方便说明该现有无刷直流马达的启动控制方法，以下将 以一三相无刷直流马达9为例进行说明。其中该无刷直流马达9具有六个定子磁极91及 一转子92，该转子92具有四个转子磁极921，且该无刷直流马达的六个定子磁极91上依序 绕有三相线圈ul、vl、wl、u2、v2&w2。请再参照图2所示，其揭示一三相全桥转换器，该三相全桥转换器具有六电子式 开关SW1、SW2、Sff3, Sff4, SW5及SW6，在进行各相线圈ul、vl、wl、u2、v2及w2的激磁时，该 无刷直流马达9可借助该三相全桥转换器控制各相线圈ul、vl、wl、u2、v2及w2的电流流向。请再参照图2、3a及3b所示，在转子定位步骤S91中，将其中一组线圈操作在一激 磁状态，使该转子92定位在一定子磁极起始位置P1。更进一步言之，如图2所示，利用导 通该电子式开关SWl及该电子式开关SW2，并且，如图3b所示，将该导通状态维持一段定位 驱动时序XI，此时，如图3a所示，该ul及u2线圈受激磁产生一 N极磁场；同时，该vl及v2 线圈也受激磁而产生一 S极磁场；据此，二个相邻异极性的转子磁极921可分别受到该ul 线圈产生的N极磁场及该vl线圈产生的S极磁场的吸引，驱动该转子92转动，进而使该转 子92 二个相邻转子磁极921的一转子磁极交界位置Dl对应该定子磁极起始位置P1，其中 该定子磁极起始位置Pl即为图3a中介于绕有ul线圈的定子磁极91及绕有vl线圈的定 子磁极91之间的位置。请参照图3c至3f所示，在开回路顺序启动步骤S92中，依据一开回路驱动时序， 顺序激磁各该线圈，以驱动该转子92朝一预定转向转动。更进一步言之，该六个线圈ul、 vl、Wl、U2、v2及w2依照图3b的开回路驱动时序Yl至Y4顺序切换图2的该六个电子式开 关SW1、SW2、Sff3, Sff4, SW5及SW6，在此步骤中，该无刷直流马达9各线圈顺序激磁，使该无刷直流马达9的转子92依序朝一预定转向转动，如图3c至3f中，该无刷直流马达9转子 92的转子磁极交界位置Dl依一第一开回路启动位置Q1、一第二开回路启动位置Q2、一第三 开回路启动位置Q3及一第四开回路启动位置Q4顺序对应转动，并建立一感应电动势。在闭回路转速控制步骤S93中，利用反馈该感应电动势，以便一控制器93依据该 感应电动势进行该无刷直流马达9的闭回路转速控制。更进一步言之，如图2所示，借助一 转换电路94将该感应电动势送至该控制器93，以控制该无刷直流马达9加速达到一预定转 速后，再控制该无刷直流马达9等速运转。据此，借助上述步骤S91至S93以完成该无刷直 流马达的无感测器启动控制。然而，一般而言，上述现有将具有以下缺 点请参照图4所示，在转子定位步骤S91中，该ul、u2、vl及V2线圈激磁分别所产生的磁 场与该转子磁极921的磁场相同极性，而发生启动死角的情况。此时，该ul、u2、vl及v2线 圈激磁所产生的磁场与该转子磁极921的磁场发生推斥合力为零的状况，以致该转子92无 法顺利定位至该定子磁极起始位置Pl (如图3a所示)，进而造成之后的开回路顺序启动产 生失步现象，即在各开回路驱动时序Yl至Y4中，该开回路驱动时序Yl至Y4无法使转子92 转动到预定的的开回路启动位置Ql至Q4，因此导致后续闭回路转速控制步骤中所反馈的 感应电动势异常，结果，将造成该无刷直流马达9启动失败。有鉴于此，一般现有无刷直流马达9的无感测器启动控制方法为克服上述启动死 角的问题，通常会将该无刷直流马达9的供应电压提高，以相对增加该无刷直流马达9的启 动转矩，此一方式虽可克服启动死角的问题，然而其将增加该无刷直流马达9的耗电量。再者，在该无刷直流马达9发生启动死角情况下，当利用增加该供应电压方式强 迫该无刷直流马达9转动定位至该定子磁极起始位置Pl时，该转子92的转动角度为一个 转子磁极921的角度，如图4所示，也即该转子磁极交界位置Dl相对该定子磁极起始位置 Pl形成90度角差，因此，该无刷直流马达9极有可能在开回路启动步骤S92时发生朝相反 于该预定转向转动的机会，而且，在进入闭回路转速控制步骤S93时，此一相反于该预定转 向转动相对产生的感应电动势在特定激磁状况中会与该闭回路转速控制信号同步，因此该 无刷直流马达9的控制器93将判定该转子92此时的转动状态为正常转动，并持续控制其 等速转动，但操作者此时观察到的无刷直流马达9实质操作于逆向转动状态。据此，操作者 需要对该无刷直流马达9的启动控制程序进行重置设定，因此将降低该无刷直流马达9的 启动顺畅性。基于上述原因，有必要进一步改良上述现有无刷直流马达9的无感测器启动 控制方法。
技术实现思路
本专利技术主要目的是提供一种，利用二次转 子定位步骤，避免无刷直流马达启动时发生启动死角，以提高无刷直流马达启动的定位精 确度。本专利技术次一目的是提供一种，利用二次转 子定位步骤，在各转子定位步骤时，线圈可使用较低供应电压进行激磁，进一步降低无刷直 流马达耗电量。本专利技术另一目的是提供一种，利用二次转子定位步骤，以避免无刷直流马达朝相反于一预定方向转动，以提高无刷直流马达启动顺 畅性。根据本专利技术，包含步骤一第一次转子定 位步骤，将一线圈模块操作在一第一定位激磁状态，使一转子定位在一第一定位位置；一第 二次转子定位步骤，将该线圈模块操作在一第二定位激磁状态，使该转子自该第一定位位 置转动至一第二定位位置，并使该转子定位在该第二定位位置；及一开回路启动步骤，顺序 激磁该线圈模块的数个线圈，以驱动该转子朝预定转向转动，并建立一感应电动势；一闭回 路运转控制步骤，利用反馈该感应电动势，使该无刷直流马达加速至预定转速。本专利技术无刷 直流马达的无感测器启动控制方法，包括第一次转子定位步骤及第二次转子定位步骤的操 作，以克服现有具有启动死角的问题，因此本专利技术 相较于上述现有技术可进一步提高无刷直流马达启动的定位精确度、降低耗电量及提高启 动顺畅性等功效。附图说明图1 现有流程图。图2 现有三相全桥转换器的电路示意图。图3a 现有无刷直流马达操作在转子定位步骤时的定子磁极及转子磁极位置对 应示意图。图3b 现有无刷直流马达进行无感测器启动控制时的三相全桥转换器的驱动时 序示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无刷直流马达的无感测器启动控制方法，其特征在于包含步骤：一个第一次转子定位步骤，将一个线圈模块操作在一个第一定位激磁状态，使一个转子定位在一个第一定位位置：一个第二次转子定位步骤，将该线圈模块操作在一个第二定位激磁状态，使该转子自该第一定位位置转动至一个第二定位位置，并使该转子定位在该第二定位位置；一个开回路启动步骤，顺序激磁该线圈模块的数个线圈，以驱动该转子朝预定转向转动，并建立一个感应电动势；及一个闭回路运转控制步骤，利用反馈该感应电动势，使该无刷直流马达加速至预定转速。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪银树，李杰峯，叶宗宪，
申请(专利权)人：建准电机工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]