[发明专利]基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法

说明书

本发明公开了一种基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法，涉及永磁无刷直流电机领域，所述方法包括以下步骤：步骤一：根据已知的电机极槽配合关系；步骤二：根据该所有定子槽中该相线圈的层数及该所有定子槽的电气角度利用反电动势计算公式得到该相线圈的反电动势电气角度；步骤三：在电机定子绕组绕制结构图中根据该机械角度数值绘制该相电机绕组反电动势机械角度位置；步骤四：在电机定子绕组绕制结构图中绘制出第一个霍尔、第二个霍尔和第三个霍尔的安装位置，并根据电机磁极对数确定电气周期数。本发明能够简单快捷实现永磁无刷直流电机中霍尔位置定位。

技术领域

本发明涉及永磁无刷直流电机领域，尤其涉及一种基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法。

背景技术

目前关于永磁无刷直流电机霍尔换向的方法依靠电机定子绕组磁势星形图来计算定子某相绕组的定子磁势方向，根据该方向滞后120°电气角度来定位霍尔位置。电机定子绕组磁势星形图中确定出电机某一相中每个绕组位于定子槽内的磁势，并在图中建立每个绕组磁势的矢量和，最终得到该相基于电气角度的磁势方向，利用电机极槽数配合，将该相磁势方向转化为机械角度，根据定子星形磁势中该相与定子槽的相对关系，在定子绕组结构图中对比出相应的位置，最后在定子绕组结构图中，找到滞后120°电气角度的霍尔位置。

实际应用中，目前方法存在一些不足，首先，电机定子星形磁势图适合于电机极数小槽数小的定子绕组，尤其是整数槽电机，图中容易实现相中每个绕组的矢量和成绘制，但不适合极数多槽数多的电机，特别是分数槽电机，定子磁势矢量和成绘制非常困难，相定子磁势展示十分困难；其次，定子磁势星形图中不能根据定子磁势方向直接给出霍尔安装位置，需要在定子绕组绕制结构图中进行位置比对，展示不直接，计算过程复杂，容易出现混乱。

发明内容

本发明解决的技术问题是：相比于现有技术，提供了一种基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法，能够简单快捷实现永磁无刷直流电机中霍尔位置定位。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤一：根据已知的电机极槽配合关系，建立电机定子绕组绕制结构图，在电机定子绕组绕制结构图中选取某相其中一个线圈所绕制的定子齿轴线作为该相中所有线圈电气角度的0°起始线，同时将该电气角度的0°起始线作为电机定子绕组绕制图的机械角度基准；

步骤二：根据步骤一中的电机定子绕组绕制结构图找出存在步骤一中的该相所在的所有定子槽并得出该所有定子槽的机械角度，根据步骤一中的电气角度的0°起始线和该所有定子槽的机械角度得出该所有定子槽的电气角度，并记录该所有定子槽中该相线圈的层数及该所有定子槽的电气角度，根据该所有定子槽中该相线圈的层数及该所有定子槽的电气角度利用反电动势计算公式得到该相线圈的反电动势电气角度；

步骤三：根据步骤二中的该相线圈的反电动势电气角度得到该相线圈的反电动势机械角度数值，并以电气角度的0°起始线为基准，在电机定子绕组绕制结构图中根据该机械角度数值绘制该相电机绕组反电动势机械角度位置；

步骤四：根据第一个霍尔安装位置滞后该相反电动势30°的电气角度，在电机定子绕组绕制结构图中确定该第一个霍尔位置，并根据第二个霍尔位置与第一个霍尔位置相隔120°+n*360°电气角度确定第一个霍尔与第二个霍尔之间的机械角度，根据第三个霍尔位置与第二个霍尔位置相隔120°+n*360°电气角度确定第二个霍尔与第三个霍尔之间的机械角度，在电机定子绕组绕制结构图中绘制出第一个霍尔、第二个霍尔和第三个霍尔的安装位置，并根据电机磁极对数确定电气周期数，其中，n为周期数。

上述基于反电动势数值计算的永磁无刷直流电机霍尔定位方法中，在步骤一中，建立电机定子绕组绕制结构图包括在电机定子中建立三相电机绕组，并用+号代表线圈在每个齿的绕制进方向和用-号代表线圈在每个齿的绕制出方向。