[发明专利]一种无刷电机的精准变速六步换相控制方法

说明书

本发明公开了一种无刷电机的精准变速六步换相控制方法，包括如下步骤：步骤一：位置传感器采集三相无刷电机的位置信息；步骤二：主控制器读取采集到的三相无刷电机的位置信息；步骤三：主控制器基于读取到的三相无刷电机的位置信息判断电机转子是否需要进行换相；若需要进行换相，则根据电机转子转向对定子的三相进行输出切换，若不需要进行换相，则在主控制器的计时器计时时间满足后，基于读取到的实际转速信号对电机转子转速进行调控，若未达到主控制器的计时器计时时间的满足需求，则返回对电机转子是否需要换相进行判断。本发明可以有效驱动电机工作，并在电机转动过程中进行平稳调速，解决了电机在工作过程中实际速度与目标速度不符的问题。

技术领域

本发明涉及一种无刷电机的精准变速六步换相控制方法，属于电机换相领域。

背景技术

直流电机和交流电机是生活中一种相当常见的两种电机，直流电机因其具有调速性能好、转矩大、维修成本低等优点，在工业领域得到了广泛的使用。而直流电机又分为两类，一种是直流有刷电机，该种电机采用换向器以机械方式进行换向，驱动简单运行效率高，但工作时线圈与电刷摩擦存在噪音且极易磨损，换向时电刷与线圈间也易产生电火花，产生安全隐患。另一种直流电机则是直流无刷电机，该种电机保留了有刷电机的优点，同时去除了有刷电机的电刷和换向器结构，是目前市面上主流的直流电机。

传统的无刷直流电机采用二二导通的换相驱动方式，该驱动方式，该驱动方式每次只有两相导通，另一相悬空，不参与驱动旋转，故驱动时电机输出功率不能得到最大发挥。且由于驱动电路电源的不稳定性以及元器件数值不精准等固有现象，无刷直流电机在工作过程中的实际转速与主控制器所设定的目标转速存在差距，在某些需要精准控制电机转速的场合具有一定的局限性，不能满足实际转速要求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种无刷电机的精准变速六步换相控制方法，通过利用无刷直流电机三相同时导通的控制方法实现无刷直流电机的驱动和换相，通过利用主控制器读取位置传感器信号，判断是否需要换相，通过利用PID调节算法根据实际速度与目标速度值的偏差对PWM波输出进行PID调节。

本发明所采用的技术方案为：

一种无刷电机的精准变速六步换相控制方法，包括如下步骤：

步骤一：位置传感器采集三相无刷电机的位置信息，位置信息包括电机转子状态信号及电机电流值；

步骤二：主控制器读取采集到的三相无刷电机的位置信息；

步骤三：主控制器基于读取到的三相无刷电机的位置信息判断电机转子是否需要进行换相；若需要进行换相，则根据电机转子转向对定子的三相进行输出切换，若不需要进行换相，则在主控制器的计时器计时时间满足后，基于读取到的电机电流值计算出实际转速信号再对电机转子转速进行调控，若未达到主控制器的计时器计时时间的满足需求，则返回对电机转子是否需要换相进行判断。

优选的是，步骤一中位置传感器为霍尔传感器，霍尔传感器的数量为三根，且三根霍尔传感器互差120°电角度环绕设置在电机转子外周；三个霍尔传感器之间按周向顺序每间隔60°电角度将电机转子的位置划分为一个区间共计六种区间，所述六种区间分别对应电机转子状态标志位为1、电机转子状态标志位为2、电机转子状态标志位为3、电机转子状态标志位为4、电机转子状态标志位为5、电机转子状态标志位为6，且电机转子状态处于标志位1时对应A、B、C三路霍尔信号为101, 电机转子状态处于标志位2时对应A、B、C三路霍尔信号100, 电机转子状态处于标志位3时对应A、B、C三路霍尔信号110, 电机转子状态处于标志位4时对应A、B、C三路霍尔信号010, 电机转子状态处于标志位5时对应A、B、C三路霍尔信号011, 电机转子状态处于标志位6时对应A、B、C三路霍尔信号001。

进一步的优选，步骤二中主控制器为单片机。

进一步的优选，步骤三中主控制器基于读取到的三相无刷电机的转子状态信号进行判断具体包括如下步骤：