一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法及檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，首先定義無刷直流電機(jī)的U、V、W相繞組，設(shè)定U相電流為給定值，將給定值與U相電流實(shí)際值的差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制三相橋式逆變器中相應(yīng)MOS管的導(dǎo)通時間，使得U相電流實(shí)際值跟隨給定值，此時霍爾傳感器輸出低電平的信號線所在相序即為U相繞組相序；再以同樣方法設(shè)定V相電流為給定值，使V相電流實(shí)際值跟隨給定值，此時霍爾傳感器輸出低電平的信號線所在相序即為V相繞組相序；W相繞組即為第三相繞組。此種檢測方法可在不知曉無刷直流電機(jī)三相繞組接線相序，無刷直流電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，科學(xué)簡單地判斷出三相繞組的接線的相序。本發(fā)明還公開一種實(shí)現(xiàn)前述檢測方法的檢測裝置。
【專利說明】
-種無刷直流電機(jī)H相繞組相序的檢測方法及檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于無刷直流電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種檢測無刷直流電機(jī)=相繞組接 線相序的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 無刷直流電機(jī)采用霍爾信號來控制逆變器換相，運(yùn)就要求定子=相繞組與霍爾信 號有著正確的對應(yīng)關(guān)系。一般情況下在相應(yīng)的電機(jī)=相繞組上標(biāo)上A、B、C，霍爾信號線上標(biāo) 明化、化、也，W表示其對應(yīng)關(guān)系。然而在實(shí)際工作中經(jīng)常遇到=相繞組上的標(biāo)記遺失或不明 的情況，需要檢測=相繞組與霍爾元件的對應(yīng)關(guān)系。截至目前，該問題的解決方法尚未見諸 報道。工程應(yīng)用中則直接淘汰原有的無刷直流電機(jī)，重新購置與新控制器相配套的無刷直 流電機(jī)，造成了極大的浪費(fèi)；其次，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有時候相序不對無刷直流電機(jī)也能轉(zhuǎn)動， 只是=相電流很大，元件容易燒毀。因此，設(shè)計一種合理、簡便的判別無刷直流電機(jī)=相繞 組接線相序方法及裝置具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的，在于提供一種無刷直流電機(jī)=相繞組相序的檢測方法及檢測裝 置，其可在不知曉無刷直流電機(jī)=相繞組接線相序，無刷直流電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下， 科學(xué)簡單地判斷出=相繞組的接線的相序。
[0004] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0005] -種無刷直流電機(jī)S相繞組相序的檢測方法，包括如下步驟：
[0006] (1)定義無刷直流電機(jī)的=相繞組分別為U、V、W相繞組，分別與=相橋式逆變器的 3個輸出端連接；
[0007] (2)給定無刷直流電機(jī)的U相電流為額定值，測量U相電流實(shí)際值，并將給定值與實(shí) 際值作差，得到差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制S相橋式逆變器中相應(yīng)MOS管的導(dǎo)通時間，使得U相 電流實(shí)際值跟隨給定值，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在相應(yīng)磁場力作用下定位到U相繞組位置;再 檢測霍爾傳感器3條信號線輸出的電平數(shù)值，輸出低電平信號的信號線所在相序即為U相繞 組相序；
[000引（3)再給定無刷直流電機(jī)的V相電流為額定值，測量V相電流實(shí)際值，并將給定值與 實(shí)際值作差，得到差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制S相橋式逆變器中相應(yīng)MOS管的導(dǎo)通時間，使得V 相電流實(shí)際值跟隨給定值，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在相應(yīng)磁場力作用下定位到V相繞組位置； 再檢測霍爾傳感器3條信號線輸出的電平數(shù)值，輸出低電平信號的信號線所在相序即為V相 繞組相序；
[0009] (4)通過W上步驟確定了 U相繞組和V相繞組，剩余的W相繞組即為第=相繞組。
[0010] 上述步驟(1)中，利用電流傳感器測量U相電流實(shí)際值。
[0011] 上述步驟(1)中，利用減法器將給定值與實(shí)際值作差。
[0012] 上述步驟(1)中，利用電平檢測器檢測霍爾傳感器信號線輸出的電平數(shù)值。
[0013] 上述步驟(2)中，利用電流傳感器測量V相電流實(shí)際值。
[0014] 上述步驟(2)中，利用減法器將給定值與實(shí)際值作差。
[0015] 上述步驟(2)中，利用電平檢測器檢測霍爾位置傳感器信號線輸出的電平數(shù)值。
[0016] -種實(shí)現(xiàn)前述無刷直流電機(jī)=相繞組相序的檢測方法的檢測裝置，用于檢測無刷 直流電機(jī)中=相繞組的接線相序;所述裝置包括直流電源、=相橋式逆變器、霍爾傳感器、2 個電流傳感器、控制器和電平檢測器，其中，直流電源與=相橋式逆變器并聯(lián)，=相橋式逆 變器的輸出端與無刷直流電機(jī)的=相繞組任意對應(yīng)連接，霍爾傳感器的輸入端連接無刷直 流電機(jī)的定子，而霍爾傳感器的輸出端連接電平檢測器;2個電流傳感器的輸入端分別連接 在無刷直流電機(jī)的任意兩相繞組中，輸出端則分別連接控制器;所述控制器的輸出端分別 連接S相橋式逆變器的6個MOS管的柵極，從而控制相應(yīng)的MOS管導(dǎo)通。
[0017] 上述控制器包含有順序連接的減法器和PID調(diào)節(jié)器，減法器的輸入端分別連接2個 電流傳感器的輸出端，而PID調(diào)節(jié)器的輸出端分別連接=相橋式逆變器的6個MOS管的柵極。
[0018] 采用上述方案后，本發(fā)明步驟簡單，整個過程無需改變?nèi)魏谓泳€。通過引入電流閉 環(huán)控制，采用給定額定電流值的方法，既可防止無刷直流電機(jī)在接有負(fù)載時實(shí)際電流值不 足、轉(zhuǎn)子力矩不夠無法定位的情況，又可防止實(shí)際電流值過大定子絕緣層被燒壞，大大提高 了裝置的可靠性。本發(fā)明采用的檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] W下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022] 本發(fā)明提供一種無刷直流電機(jī)=相繞組相序的檢測方法，用于檢測無刷直流電機(jī) 中=相繞組的接線相序，其實(shí)現(xiàn)裝置如圖1所示，包括直流電源、=相橋式逆變器、霍爾傳感 器、2個電流傳感器、控制器和電平檢測器，其中，直流電源與=相橋式逆變器并聯(lián)，=相橋 式逆變器的3個輸出端與無刷直流電機(jī)的=相繞組任意對應(yīng)連接，為了便于描述，設(shè)=相橋 式逆變器的3個輸出端編號為21-23,對應(yīng)連接無刷直流電路的U、V、W立相繞組;霍爾傳感器 的輸入端連接無刷直流電機(jī)的定子，而霍爾傳感器的輸出端連接電平檢測器;2個電流傳感 器的輸入端分別連接在無刷直流電機(jī)的任意兩相繞組中，設(shè)2個電流傳感器51、52的輸入端 分別連接無刷直流電機(jī)的U、V繞組中，2個電流傳感器的輸出端則分別連接控制器，構(gòu)成電 流閉環(huán)系統(tǒng);所述控制器包含有減法器和PID調(diào)節(jié)器，減法器用于作差，而PID調(diào)節(jié)器的輸出 端分別連接S相橋式逆變器的6個MOS管的柵極，從而控制相應(yīng)的MOS管導(dǎo)通。
[0023] 基于W上裝置，配合圖2所示，本發(fā)明一種無刷直流電機(jī)=相繞組相序的檢測方法 包括如下步驟：
[0024] (1)給定無刷直流電機(jī)的U相電流為額定值4，利用連接在U相繞組中的電流傳感 器巧幡財目電流實(shí)際值iu，并將其反饋到控制器，控制器將給定值苗與實(shí)際值iu作差，得到差 值A(chǔ)iu進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制送入S相橋式逆變器中各MOS管柵極的PWM占空比，進(jìn)而控制 MOSI、M0S6、M0S2的導(dǎo)通時間，使得U相電流實(shí)際值iu跟隨給定值嗔，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在 相應(yīng)磁場力作用下定位到U相繞組位置。此時，再通過電平檢測器檢測霍爾傳感器3條信號 線輸出的電平數(shù)值，根據(jù)表1可知輸出低電平信號的信號線所在相序即為U相繞組相序。例 如，若霍爾信號化、化、出輸出分別為低電平、高電平、高電平，則可確定U相繞組為A相繞組。
[0025]表 1 「nrnAl
[0027] (2)再給定無刷直流電機(jī)的V相電流為額定值4,利用連接在V相繞組中的電流傳 感器測得V相電流實(shí)際值iv，并將其反饋到控制器，控制器將給定值島與實(shí)際值iv作差，得到 差值A(chǔ)iv進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制送入S相橋式逆變器各MOS管柵極的PWM占空比，進(jìn)而控制 M0S3、M0S4、M0S2的的導(dǎo)通時間，使得V相電流實(shí)際值iv跟隨給定值茜，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子 在相應(yīng)磁場力作用下定位到V相繞組位置。此時，再通過電平檢測器檢測霍爾傳感器3條信 號線輸出的電平數(shù)值，根據(jù)表2可知輸出低電平信號的信號線所在相序即為V相繞組相序。 例如，若霍爾信號Ha、化、此輸出分別為高電平、低電平、高電平，則可確定V相繞組為B相繞 組。
[0028] 表 2 r00991
[0030] (3)通過W上步驟確定了 U相繞組和V相繞組，剩余的W相繞組即為第=相繞組。例 如，在步驟(1)確定U相繞組為A相繞組、步驟(2)確定V相繞組為B相繞組后，W相繞組即為C相 繞組。
[0031] 需要說明的是，由于在具體實(shí)施時是對S相未知繞組任意定義為U、V、W相，因此2 個電流傳感器可連接在任意兩相繞組中，并不影響最終結(jié)果的判斷。
[0032] 綜合上述，本發(fā)明一種無刷直流電機(jī)=相繞組相序的檢測方法及檢測裝置，步驟 簡單，整個過程無需改變?nèi)魏谓泳€，能夠有效防止亂接線導(dǎo)致的無刷直流電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒壞。并 且引入電流閉環(huán)控制，采用給定額定電流值，既可防止無刷直流電機(jī)在接有負(fù)載時實(shí)際電 流值不足、轉(zhuǎn)子力矩不夠無法定位的情況，又可防止實(shí)際電流值過大定子絕緣層被燒壞，大 大提高了裝置的可靠性。
[0033] W上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 定義無刷直流電機(jī)的三相繞組分別為U、V、W相繞組，分別與三相橋式逆變器的3個 輸出端連接； (2) 給定無刷直流電機(jī)的U相電流為額定值，測量U相電流實(shí)際值，并將給定值與實(shí)際值 作差，得到差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制三相橋式逆變器中相應(yīng)MOS管的導(dǎo)通時間，使得U相電流 實(shí)際值跟隨給定值，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在相應(yīng)磁場力作用下定位到U相繞組位置;再檢測 霍爾傳感器3條信號線輸出的電平數(shù)值，輸出低電平信號的信號線所在相序即為U相繞組相 序； (3) 再給定無刷直流電機(jī)的V相電流為額定值，測量V相電流實(shí)際值，并將給定值與實(shí)際 值作差，得到差值進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，控制三相橋式逆變器中相應(yīng)MOS管的導(dǎo)通時間，使得V相電 流實(shí)際值跟隨給定值，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子在相應(yīng)磁場力作用下定位到V相繞組位置;再檢 測霍爾傳感器3條信號線輸出的電平數(shù)值，輸出低電平信號的信號線所在相序即為V相繞組 相序； (4) 通過以上步驟確定了 U相繞組和V相繞組，剩余的W相繞組即為第三相繞組。2. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(1)中，利用電流傳感器測量U相電流實(shí)際值。3. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(1)中，利用減法器將給定值與實(shí)際值作差。4. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(1)中，利用電平檢測器檢測霍爾傳感器信號線輸出的電平數(shù)值。5. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(2)中，利用電流傳感器測量V相電流實(shí)際值。6. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(2)中，利用減法器將給定值與實(shí)際值作差。7. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法，其特征在于:所述 步驟(2)中，利用電平檢測器檢測霍爾位置傳感器信號線輸出的電平數(shù)值。8. -種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測方法的檢測裝置，用 于檢測無刷直流電機(jī)中三相繞組的接線相序;其特征在于:所述裝置包括直流電源、三相橋 式逆變器、霍爾傳感器、2個電流傳感器、控制器和電平檢測器，其中，直流電源與三相橋式 逆變器并聯(lián)，三相橋式逆變器的輸出端與無刷直流電機(jī)的三相繞組任意對應(yīng)連接，霍爾傳 感器的輸入端連接無刷直流電機(jī)的定子，而霍爾傳感器的輸出端連接電平檢測器;2個電流 傳感器的輸入端分別連接在無刷直流電機(jī)的任意兩相繞組中，輸出端則分別連接控制器； 所述控制器的輸出端分別連接三相橋式逆變器的6個MOS管的柵極，從而控制相應(yīng)的MOS管 導(dǎo)通。9. 如權(quán)利要求8所述的一種無刷直流電機(jī)三相繞組相序的檢測裝置，其特征在于:所述 控制器包含有順序連接的減法器和PID調(diào)節(jié)器，減法器的輸入端分別連接2個電流傳感器的 輸出端，而PID調(diào)節(jié)器的輸出端分別連接三相橋式逆變器的6個MOS管的柵極。
【文檔編號】H02P6/17GK105978418SQ201610297584
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】魏海峰, 韋漢培, 張懿, 夏儉輝, 繆維娜, 陳椒嬌
【申請人】江蘇科技大學(xué)