[发明专利]直流无刷电机、电机控制系统、轨道列车及控制方法

权利要求书

1.一种直流无刷电机，其特征在于，包括同轴设置且端部相连的两个永磁体圆筒(1)，所述永磁体圆筒(1)内设置有沿圆周交错布置的多组三相电枢绕组(2)，每个所述永磁体圆筒(1)均包括沿圆周交错布置的多个N极和多个S极，两个所述永磁体圆筒(1)的结构相同，且一个所述永磁体圆筒(1)内的各磁极均与另一个所述永磁体圆筒(1)内对应的同一极性磁极错开第一预设角度。

2.根据权利要求1所述的直流无刷电机，其特征在于，所述第一预设角度为所述永磁体圆筒(1)内单个磁极所占机械角度的六分之一。

3.根据权利要求2所述的直流无刷电机，其特征在于，每个所述永磁体圆筒(1)包括三个所述N极和三个所述S极，单个所述磁极所占60度机械角度，所述第一预设角度为10度，包括三组所述三相电枢绕组(2)。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的直流无刷电机，其特征在于，所述三相电枢绕组(2)上沿圆周依次安装有三个霍尔传感器(3)，相邻两个所述霍尔传感器(3)之间相距20度机械角度，位于外侧的所述霍尔传感器(3)与电枢绕组交界处相距第二预设角度，所述第二预设角度为20度减去所述第一预设角度的二分之一。

5.一种电机控制系统，其特征在于，包括主芯片、安全保护芯片、信号处理芯片、开关电源、驱动器、逆变器和权利要求1至4任意一项所述的直流无刷电机，所述主芯片连接各部件并用于控制所述直流无刷电机运行并监测所述直流无刷电机状态，所述安全保护芯片连接所述驱动器和所述直流无刷电机，用于异常状态时关断所述驱动器或复位所述主芯片，所述信号处理芯片用于信号输入输出并与所述主芯片通信。

6.根据权利要求5所述的电机控制系统，其特征在于，所述信号处理芯片和所述主芯片通过光耦隔离器通信隔离，所述开关电源包括连接所述信号处理芯片的隔离侧电源和连接所述主芯片的非隔离侧电源。

7.一种轨道列车，包括散热装置以及连接所述散热装置的电机控制系统，其特征在于，所述电机控制系统具体为权利要求5或6任意一项所述电机控制系统。

8.一种直流无刷电机控制方法，其特征在于，用于控制如权利要求要1至4任意一项所述的直流无刷电机，包括步骤：

根据霍尔传感器(3)获取的三相电枢绕组(2)的位置，判断三个电枢绕组为最佳受力电枢绕组、次佳受力电枢绕组和差受力电枢绕组；

使所述最佳受力电枢绕组通正向满电，所述次佳受力电枢绕组通反向满电，所述差受力电枢绕组通0电压；

在同一霍尔状态内旋转过程中，所述最佳受力电枢绕组保持通正向满电，所述次佳受力电枢绕组通电由反向满电减至0电压，所述差受力电枢绕组通电由0电压升至反向满电；

旋转进入下一霍尔状态，此时之前的所述最佳受力电枢绕组变为所述次佳受力电枢绕组，之前的所述次佳受力电枢绕组变为所述差电枢绕组，之前的所述差电枢绕组变为所述最佳受力电枢绕组；

在此霍尔状态内旋转过程中，所述最佳受力电枢绕组保持通反向满电，所述次佳受力电枢绕组通电由正向满电减至0电压，所述差受力电枢绕组通电由0电压升至正向满电；

旋转进入再下移霍尔状态，重复上述绕组变化和通电过程。

9.根据权利要求8所述的直流无刷电机控制方法，其特征在于，包括六个所述霍尔状态，每个所述霍尔状态占40度机械角度。

10.根据权利要求9所述的直流无刷电机控制方法，其特征在于，所述三相电枢绕组(2)的占空比分别为sin(ang*90/40)*duty_x、duty_x和cos(ang*90/40)*duty_x，其中ang为电机旋转角度，duty_x为电机当前占空比。