[发明专利]一种微型混动系统中BLDCM的无感闭环起动方法及装置

权利要求书

1.一种微型混动系统中BLDCM的无感闭环起动方法，其特征在于，所述微型混动系统的电机为无传感器的永磁无刷直流内转子电机，所述方法在电机起动过程中，能够实时反馈转子的位置区间，完成电机的正确换相，实现转子位置区间检测的闭环；具体地，所述方法包括以下步骤：

S1：在电机由静止状态加速到反电势运行的过程中，采用电感法对转子的初始位置进行检测，判断转子静止状态下转子的初始位置区间；

S2：采用单相检测加速方法，检测起动加速过程中的转子位置，即在转子加速过程中，根据电机的旋转方向，判断转子的当前位置区间是否发生变化；

S3：步骤S2中转子越过当前位置区间，则进行换相加速；步骤S2中转子没有当前位置区间，则不进行换相加速，重复步骤S2；

S4：在转子加速过程中，当转速达到400r/min时，采用反电势法检测电机运行中的转子位置，通过反电势过零事件判断转子的当前位置区间；

S5：转子继续加速，当转速达到1300r/min时，发动机点火；

所述单相检测加速方法是在电机由静止状态加速到反电势运行的过程中，通过单相检测脉冲逻辑，对电机定子施加指定通道的两组检测电压脉冲，并采集母线电流，计算转子实时位置信号，当两次采集的母线电流值的峰值差值的符号改变时，则认为转子当前位置区间发生了改变，控制器进行电机的换相加速操作。

2.根据权利要求1所述的一种微型混动系统中BLDCM的无感闭环起动方法，其特征在于，所述微型混动系统中，发动机为单缸二冲程微型活塞发动机，燃料为体积比为18:1的汽油和机油组成的混合油，发动机曲轴和电机转轴通过联轴器直接轴联。

3.利用权利要求1所述的方法的一种微型混动系统中BLDCM的无感闭环起动装置，其特征在于，所述装置包括主控板和功率驱动板，其中，

所述主控板包括STM32芯片、稳压电源电路、按键操作控制电路、通信电路和主控板接口电路；所述功率驱动板包括功率电源电路、电流检测电路、驱动电路、三相桥电路、反电势检测电路、功率驱动板接口电路和电机接口；

所述STM32芯片至少具有两个高级定时器和三个基本定时器，每个高级定时器具有3组互补通道，高级定时器的相应通道并联，连接到所述驱动电路的驱动芯片的对应引脚，再连接到三相桥电路，最后连接至电机，至少一个高级定时器具有快速启停功能即ETR引脚，至少一个基本定时器具有PWM信号发出功能；

所述稳压电源电路用于将电机的驱动电源降压稳压至3.3V或5V，同时为所述主控板供电；所述按键操作控制电路用于实现电机的启停；所述通信电路用于主控板与PC上位机及其他设备的通信；

所述主控板和所述功率驱动板通过所述主控板接口电路与所述功率驱动板接口电路连接；

所述功率电源电路用于将电机的驱动电源降压至12-15V，同时为所述功率驱动板供电，所述电流检测电路用于检测母线电流；所述三相桥电路由6个N型MOS管构成，通过六步换相驱动法驱动电机；所述驱动电路用于驱动三相桥电路的MOS管；所述反电势检测电路用于检测电机的三相反电势；所述电机接口与电机连接；

所述母线电流指在所述三相桥电路的低端和电机的驱动电源的地端之间设置一个毫欧姆级的采样电阻，采集电阻上的电压再计算得到的电流。

4.根据权利要求3所述的一种微型混动系统中BLDCM的无感闭环起动装置，其特征在于，在起动过程中，所述STM32芯片通过PID算法设置所述具有PWM信号发出功能的基本定时器的PWM信号占空比，PWM信号经过所述功率驱动板中电流检测电路上的电压比较器后连接至所述具有快速启停功能即ETR引脚的高级定时器的ETR引脚，完成电机驱动脉冲的快速启停，实现电机起动过程中的电流控制。