[发明专利]一种无刷直流电机双模控制的切换方法与装置

说明书

本发明公开了一种无刷直流电机双模控制的切换方法，包括：步骤1：预设置预设阀值、检测周期，在一个检测周期内记录三相定子绕组每相产生的反电动势的方波信号的高电平总时间和低电平总时间；步骤2：逐相计算一个检测周期内高电平总时间和低电平总时间差值的绝对值占一个检测周期时间的比值，当比值大于预设阀值时，则该相对应的霍尔传感器发生故障；步骤3：当一个霍尔传感器发生故障时，利用正常相方波信号在下一电周期内的边沿信号进行双模切换；本发明可以直接实现切换、不需要停止电机再切换控制模式。

技术领域

本发明涉及无刷直流电机控制领域。更具体地讲，涉及一种无刷直流电机双模控制的切换方法与装置。

背景技术

无刷直流电机属于永磁同步电机的一种，具有效率高，响应快，噪音小等优点。无刷直流电机的双模控制，即兼容基于霍尔传感器的有位置传感器控制和基于反电动势的无传感器控制，属于冗余控制，在电动自行车、两轮平衡车等的无刷直流电机控制器有广泛的应用。

双模控制主要功能是在霍尔传感器发生故障时切换到基于反电动势的无传感器控制。当霍尔传感器发生故障时，尤其是，针对最常见的单相霍尔故障时，如何准确地、快速地切换到无传感器控制。目前常见做法是，当发现霍尔传感器故障时进入控制器先停止状态，再切换无传感控制并重新起动。这种方法会出现转速突然下降再突然提升的现象，导致运行的平稳性差，降低用户体验感。

本发明利用经电路转换后的反电动势信号，当反电动势信号异常时，可以更加快速、准确地换到无传感器控制，实现顺滑切换。

发明内容

本发明提供了一种无刷直流电机双模控制的切换方法与装置，以解决传统双模控制切换不平稳、效率低的问题。

本发明提供了一种无刷直流电机双模控制的切换方法，当无刷直流电机的霍尔传感器出现故障，分压滤波模块和比较器模块采集反电动势信号，控制器根据处理后的方波信号快速、准确地切换到无传感器控制，实现顺滑切换；包括：

步骤1：预设置预设阀值、检测周期，在一个检测周期内记录三相定子绕组每相产生的反电动势的方波信号的高电平总时间和低电平总时间；

步骤2：逐相计算一个检测周期内高电平总时间和低电平总时间差值的绝对值占一个检测周期时间的比值，当比值大于预设阀值时，则该相对应的霍尔传感器发生故障；

步骤3：当一个霍尔传感器发生故障时，利用正常相方波信号在下一电周期内的边沿信号进行双模切换。

进一步地，在所述步骤1中，所述检测周期为3～5个电周期。

进一步地，在所述步骤2中，所述预设阀值为5％～10％。

进一步地，在所述步骤3中，当控制器判断到一相的霍尔传感器出现故障时，则在下一电周期检测其他两相的方波信号，当检测到其他两相中任一一相出现边沿信号时，开始切换控制模式，完成由基于霍尔传感器的有位置传感器控制顺滑转换到基于反电动势的无传感器控制。

进一步地，在霍尔传感器的有位置传感器控制模式和基于反电动势的无传感器控制模式下，对三相定子绕组每相产生的反电动势的方波信号的检测一直进行。

本发明还提供了一种无刷直流电机双模控制的装置，包括：分压滤波模块、比较器模块、控制器、驱动器模块、逆变器模块、霍尔处理模块、无刷直流电机的三相定子绕组，

所述分压滤波模块和所述无刷直流电机的三相定子绕组相连，用于将所述无刷直流电机三相定子绕组的反电动势进行分压滤波处理；

所述比较器模块分别和所述分压滤波模块以及所述控制器相连，用于将分压滤波处理后的信号进行电平转换变成方波信号并送入所述控制器；

所述霍尔处理模块分别和所述控制器以及三个霍尔传感器相连，用于在有位置传感器控制模式下采集霍尔信号并处理后送入所述控制器；