[发明专利]一种BLDCM二二导通与三三导通切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及无刷直流(BLDCM：BrushLess DC Motor)电机控制领域，尤其是一种利用阶跃信号实现无刷电机二二导通模式和三三导通模式平稳的切换方法。

背景技术

电动汽车具有节能、高效、无污染、能源来源广泛等优点，所以由无刷直流电机驱动的电动汽车越来越多。目前学者对无刷电机的研究大都是二二导通模式，对三三导通研究的也较少，所以学者对无刷直流电机电机在两种导通模式的切换方法研究也很少。目前正需要一种方法，利用软件编程的方式实现两种调制方式的自然切换。所以采用阶跃信号为切换信号的二二导通和三三导通切换方法应运而生。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于无刷直流电机高精度控制领域利用软件编程可实现BLDCM二二导通与三三导通切换方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明主要包括带有位置传感器的无刷直流电机、DSP芯片、CPLD模块，所述方法是先让无刷直流电机在二二导通的方式下运行三秒中，待无刷直流电机的转速平稳后，切换到三三导通模式，具体方法步骤如下：

步骤1，利用无刷直流电机的霍尔位置信号、DSP芯片、CPLD模块分别逻辑运算出二二导通和三三导通的程序模块；主要逻辑模块烧写于CPLD。

步骤2，让无刷直流电机在3s处由二二导通切换到三三导通运行模式，在 DSP芯片的主函数中编写一段delay函数，使DSP芯片发出一路前三秒为高电平，三秒后持续为低电平的阶跃信号；

步骤3，将步骤2中DSP芯片发出的阶跃信号送入CPLD模块中，作为两种导通方式的切换信号；

步骤4，二二导通程序模块和步骤2中的阶跃信号做与逻辑，三三导通程序模块和步骤2中的阶跃信号的非做与逻辑，然后将上述逻辑后的结果再做或逻辑；或逻辑的结果前三秒是二二导通驱动信号，三秒后为三三导通的驱动信号，此驱动信号在CPLD模块输出作为电机逆变器的驱动信号。

与现有技术相比，本发明方法具有如下优点：

1、为了只需软件编程便可实现两种导通模式的切换，节约开发成本。

2、用阶跃信号作为两种导通信号的切换控制信号，使二者切换的自然，电机抖动小。

3、通过调节阶跃信号高低电平的改变次数，可以实现无刷直流电机在两种导通方式下的任意切换。

附图说明

图1是本发明无刷直流电机扇区划分图。

图2是本发明霍尔位置信号DSP和CPLD形成两种导通模式图。

图3是本发明三相逆变器驱动无刷直流电机阶跃信号图。

图4是本发明DSP发出的阶跃信号图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

本发明目的在于在现有无刷直流电机控制系统的基础上，利用DSP和霍尔信号，通过霍尔信号直接的逻辑和DSP的计时与运算，使其在CPLD中形成两组程序模块，二二导通程序模块和三三导通程序模块。然后再利用阶跃信号做逻辑实现上述两种导通模式的切换。

具体步骤如下：

步骤1，利用无刷直流电机的霍尔位置信号、DSP芯片、CPLD模块分别逻辑运算出二二导通和三三导通的程序模块；主要逻辑模块烧写于CPLD。

步骤2，让无刷直流电机在3s处由二二导通切换到三三导通运行模式，在DSP芯片的主函数中编写一段delay函数，使DSP芯片发出一路前三秒为高电平，三秒后持续为低电平的阶跃信号；

步骤3，将步骤2中DSP芯片发出的阶跃信号送入CPLD模块中，作为两种导通方式的切换信号；

步骤4，二二导通程序模块和步骤2中的阶跃信号做与逻辑，三三导通程序模块和步骤2中的阶跃信号的非做与逻辑，然后将上述逻辑后的结果再做或逻辑；或逻辑的结果前三秒是二二导通驱动信号，三秒后为三三导通的驱动信号，此驱动信号在CPLD模块输出作为电机逆变器的驱动信号。

如图1所示，由霍尔位置信号DSP和CPLD形成两种导通模式程序模块。经过仿真分析可知无刷直流电机两两导通与三三导通的最优切换时刻是在换相关断时刻，这样可以得到最小的转矩脉动。这个切换点可以是六个扇区的任一扇区的起始点。同时为了在启动后，电机能平稳的运行下去，选择电机刚刚启动并且转速接近额定时进行二三导通切换。当电角度旋转一圈后，即旋转了2π回到二三导通切换点，然后再从电角度0位置经行计算，依次循环。

如图2所示，无刷直流电机是由三相逆变器驱动的，共六个开关管，每个开关管单独控制。图1所示的二二导通模式的程序模块和三三导通模式的程序模块输出六路信号。