[发明专利]一种直流无刷电机霍尔传感器冗余设计

权利要求书

1.一种直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，包括霍尔A1、霍尔B1、霍尔C1、霍尔A2、霍尔B2、霍尔C2共六相霍尔，所述霍尔A1、霍尔B1、霍尔C1相邻两相之间夹角为120°，所述霍尔A2、霍尔B2、霍尔C2相邻两相之间夹角为120°。

2.根据权利要求1所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，所述霍尔A1与所述霍尔A2设置于相同的位置，所述霍尔B1与所述霍尔B2设置于相同的位置，所述霍尔C1与所述霍尔C2设置于相同的位置。

3.根据权利要求1所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，所述霍尔A1与所述霍尔A2的位置相对电机转子中心对称，所述霍尔B1与所述霍尔B2的位置相对电机转子中心对称，所述霍尔C1与所述霍尔C2的位置相对电机转子中心对称。

4.根据权利要求2或3所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，所述霍尔A1、霍尔B1、霍尔C1、霍尔A2、霍尔B2、霍尔C2各自独立定位。

5.根据权利要求4所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，还包括故障检测模块，所述故障检测模块的具体操作步骤如下：

步骤一：记录电机转子经过上一个霍尔区域的时间t_n-1，如果从电机转子进入当前霍尔区域时的t_n-1+Δt时间内，电机转子 离开当前霍尔区域时对应的霍尔电平发生变化，则该霍尔正常，如果对应的霍尔电平未发生变化，则将该霍尔标记为可疑霍尔，其中Δt为设定的误差时间；

步骤二：当检测出某个霍尔为可疑霍尔时，暂停使用该霍尔，经过至少一个旋转周期后，再次对该可疑霍尔重复步骤一的检测，若该霍尔电平发生变化，则标记为正常，恢复使用该霍尔；若该霍尔电平未发生变化，则仍标记为可疑；

步骤三：重复步骤二，若出现正常，则标记为正常，恢复使用该霍尔；若经过两次以上的检测该霍尔电平均未发生变化，则该霍尔确定为故障，停止使用。

6.根据权利要求4所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，还包括故障检测模块，所述故障检测模块具体操作步骤如下：

步骤一：通过当前电机转速ω计算出所述霍尔A、霍尔B、霍尔C电平变化的周期T_n＝180°/ω_n，如果从某个霍尔发生一次电平变化时开始，在T_n+ΔT时间内，该霍尔电平再次发生变化，则该霍尔正常，如果该霍尔电平未发生变化，则将该霍尔标记为可疑霍尔，其中ΔT为设定的误差时间；

步骤二：当检测出某个霍尔为可疑霍尔时，暂停使用该霍尔，经过至少一个旋转周期后，再次对该可疑霍尔重复步骤一的检测，若该霍尔电平发生变化，则标记为正常，恢复使用该霍尔，若该霍尔电平未发生变化，则仍标记为可疑；

步骤三：重复步骤二，若出现正常，则标记为正常，恢复使用该霍尔，若经过两次以上的检测该霍尔电平均未发生变化，则该霍尔确定为故障，停止使用。

7.根据权利要求5或6所述的直流无刷电机霍尔传感器冗余设计，其特征在于，还包括容错控制模块，所述容错控制模块包括：

(1)当检测出霍尔A1与霍尔A2最多一相故障且霍尔B1与霍尔B2最多一相故障且霍尔C1与霍尔C2最多一相故障时，由故障霍尔对应的另一霍尔替代所示故障霍尔；

(2)当检测出其中一相霍尔及其对应霍尔均故障时，根据当前电机转速ω_n1计算出按照转子转动顺序下故障霍尔的前一个无故障霍尔电平变化的周期T_n1＝180°/ω_n1，记所述转子从该无故障霍尔对应位置开始经过T_n1/3时间到达的位置为所述故障霍尔所对应的位置；

(3)当检测出其中两相霍尔及其对应霍尔均故障时，根据当前电机转速ω_n2计算出无故障霍尔电平变化的周期T_n2＝180°/ω_n2，将所述周期平均分为三部分霍尔区域，记所述霍尔区域的T_n2/3和2T_n2/3分别为两相故障霍尔对应的位置。