[发明专利]用于具有误差补偿的三相电机控制的方法和装置

说明书

用于为三相电机中的磁场感测元件提供误差补偿的方法和装置。在实施例中，根据磁体磁极对的过零确定驱动角度，并且确定针对磁极对的误差补偿水平以减少电机电流波形中的失真。

背景技术

在电机控制应用中，诸如霍尔传感器的磁场感测元件通常用于感测电机的磁场并提供电机位置反馈。由于电机生产加工的限制，霍尔传感器可能无法安装在精确的位置。另外，磁场在各磁极之间可能不是完全对称的，并且电机绕组在相之间可能不是完全对称的。这些和其他累积误差可能导致对电机的不精确的控制(例如相换向)，这可能使电机电流失真，降低电机效率，并增加操作声学噪声。这种误差在生产期间还可能降低产品一致性，因为累积误差可能因电机而异。

发明内容

本发明提供了根据本发明的说明性实施例的用于具有磁场感测元件误差补偿的三相电机的电机控制系统的方法和装置。在实施例中，该系统可以包括用于检测电机位置的霍尔传感器。通过为诸如霍尔元件的磁场感测元件提供误差补偿，可以控制电机以便于比常规电机控制系统中的电机更有效、安静和流畅地操作。本发明的实施例可以非常适合于用于稳定电机电流并减少远离正弦波形的失真的BLDC(无刷DC)电机操作。

在本发明的一个方面中，一种方法包括：操作具有带有多个磁极对的磁体的三相电机并从邻近所述磁体的磁场感测元件检测过零，其中过零对应于磁极对的磁极过渡；确定对应于每个过零的驱动角度；根据驱动角度确定参考角度；顺序地将电机定位为对应于所述磁极过渡中的每一个并将驱动角度设定为参考角度；检查磁场感测元件为每个磁极过渡生成的信号；基于磁场感测元件为相应的磁极过渡所生成的信号，针对每个磁极过渡调整磁场感测元件的补偿水平；以及操作电机并在对应的磁极过渡邻近磁场感测元件时施加针对每个磁极过渡的补偿水平。

该方法还可以包括以下特征中的一个或多个：将磁场感测元件提供为霍尔元件，使用三态比较器检查来自磁场感测元件的信号，磁场感测元件包括霍尔元件，针对每个磁极过渡的补偿水平对应于磁场感测元件的定位误差，沿顺时针和逆时针方向旋转电机以减小滞后误差，过零对应于S到N磁极过渡，采取驱动角度的平均值以确定参考角度，使用粗略搜索和精细搜索来确定参考角度，和/或为每个磁极对过渡存储过零角度、参考角度、误差值和补偿值。

在本发明的另一方面中，一种系统包括用于三相电机的电机控制器，该电机控制器包括：用于误差补偿的装置，其用于操作具有带有多个磁极对的磁体的三相电机并从邻近该磁体的磁场感测元件检测过零，其中过零对应于磁极对的磁极过渡，所述用于误差补偿的装置用于确定对应于每个过零的驱动角度，用于根据驱动角度确定参考角度，用于顺序地将电机定位为对应于磁极过渡中的每一个并且将驱动角度设定为参考角度，用于检查磁场感测元件为每个磁极过渡生成的信号；所述用于误差补偿的装置基于磁场感测元件为相应的磁极过渡所生成的信号，针对每个磁极过渡调整该磁场感测元件的补偿水平；并且所述用于误差补偿的装置操作电机并在对应的磁极过渡邻近磁场感测元件时施加针对每个磁极过渡的补偿水平。

该系统还可以被配置为包括以下特征中的一个或多个：磁场感测元件包括霍尔元件，使用三态比较器检查来自磁场感测元件的信号，磁场感测元件包括霍尔元件，针对每个磁极过渡的补偿水平对应于磁场感应元件的定位误差，沿顺时针和逆时针方向旋转电机以减少滞后误差，过零对应S到N磁极过渡，采取驱动角度的平均值以确定参考角度，使用粗略搜索和精细搜索来确定参考角度，和/或为每个磁极对过渡存储过零角度、参考角度、误差值和补偿值。

在本发明的另一方面，一种物品包括：具有存储的指令的非暂时性存储介质，所述存储的指令使机器能够：操作具有带有多个磁极对的磁体的三相电机并从磁体附近的磁场感测元件检测过零，其中过零对应于磁极对的磁极过渡；确定对应于每个过零的驱动角度；根据驱动角度确定参考角度；顺序地将电机定位为对应于所述磁极过渡中的每个磁极过渡并将驱动角度设定为参考角度；检查磁场感应元件为每个磁极过渡生成的信号；基于磁场感测元件为相应的磁极过渡所生成的信号，针对每个磁极过渡调整磁场感测元件的补偿水平；并且操作电机并在对应的磁极过渡邻近磁场感测元件时施加针对每个磁极过渡的补偿水平。