[發明專利]一種無刷直流電機霍爾傳感器安裝位置檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201310290029.3
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103322896A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 伍春生;劉吉超;張志勝;朱建方
• 申請（專利權）人: 江蘇浩峰汽車附件有限公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

技術領域

本發明涉及一種電機傳動領域，更具體的說，涉及一種無刷直流電機霍爾傳感器安裝位置檢測方法及系統。

背景技術

無刷直流電機的轉子由永磁稀土材料制成，磁極交替排列在轉子軸上，換相采用電子換相，具有良好的轉矩轉速特性、使用壽命長、能效利用高，廣泛應用于現代生產生活中。目前無刷直流電機的控制方式主要有基于傳感器控制和無傳感器控制。無傳感器控制方式是目前正在研究和測試的技術，盡管已經有部分技術應用在汽車及工控領域，但是仍存在很多問題需要解決。基于傳感器的控制方式工作性能穩定，可以工作在工況比較惡劣的環境下，因此被廣泛應用，其中代表的就是基于霍爾傳感器的控制方式。

霍爾傳感器處在N極或者S極的磁場中時，會相應的輸出數字信號“0”或者“1”，當N極或者S極交替轉動的時候，霍爾傳感器就會連續輸出數字信號。三相無刷直流電機換相是通過不同時間按一定順序選擇其中兩相通電實現的。因此，基于霍爾傳感器控制的電機就是根據轉子交替磁極轉動時，安裝在電機內部的霍爾傳感器輸出不同的信號組，然后根據這些信號組對應的給電機其中兩相通電，實現電機換相操作。一般霍爾傳感器在電機內部呈60°電角度或者120°電角度排列，而電機需要6次換相才能完成一個電周期的換相操作，也即每60°電角度換相一次，因此3個霍爾傳感器只能輸出6組有效信號，即：當呈60°電角度排列時有“000、001、011、100、110、111”；當呈120°電角度排列時有“001-110”。當轉子剛好在60°、120°、180°、240°、300°、360°六個角度處換相時，電機效率最高，也就是說在這6個位置霍爾傳感器需要剛好出現信號組跳變，這就要求3個霍爾傳感器的安裝位置要非常精確，這就增加了霍爾傳感器的安裝難度。但是如果霍爾傳感器安裝位置不對，會導致電機換相提前或者滯后，影響電機的效率，嚴重的甚至會燒毀電機。

中國專利CN102025305A提供了無刷直流電機霍爾相序檢測方法，該方法可以有效的檢測出霍爾信號對應的換相順序，但是未提及霍爾傳感器安裝位置檢測的方法，所提供的設備不具體此功能。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供一種用于確定換相點處的霍爾傳感器的安裝位置的無刷直流電機霍爾傳感器安裝位置檢測方法及系統。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種無刷直流電機霍爾傳感器安裝位置檢測方法，包括步驟：

A、根據無刷直流電機的極對數N，確定轉子一個電周期六次換相完成后需要轉動的機械角度θ=360°/N；

計算三個霍爾傳感器之間的相對安裝角度，即：相對安裝角度α=排列角度β/N，其中β為60°或者120°；

B、采用一相通正電、第二相接地、第三相懸空的原則，預設無刷直流電機的通電順序；利用短時脈沖定位的方式，以預設的通電順序中的相鄰兩次通電順序給電機通電，以第二次通電后的轉子停止的位置為轉子的初始位置P1，即機械角度θ的0°位置；

C、轉子的初始位置P1以及預設的通電順序為基準，預設一個無刷直流電機的轉子的旋轉方向，并確定該旋轉方向對應的換相順序，按換相順序依次通電，每次通電后轉子運動的θ為360°/(N*6)，確定完成θ剩下5次通電順序，即電機的換相順序，并且標記出每次通電后轉子停止的位置P2、P3、P4、P5、P6；

D、步驟C確定好電機三相的換相順序信息后，將轉子手動轉動到P2處；同時按步驟A得到的相對安裝角度固定好三個霍爾傳感器，將三個霍爾傳感器加電后將其放入轉子磁場中；

E、按步驟C得到的電機六次換相對應的通電順序，在P2位置第一次換相時的電角度μ通電，此時轉子會停止在P1處，記錄此時三個霍爾傳感器輸出的信號組；

F、以步驟6獲得的轉子信息P1及此時的霍爾信號組為基準，按步驟C中轉子旋轉方向相反的方向，移動固定好的三個霍爾傳感器直到霍爾傳感器的信號組發生第一次跳變后停止，記錄此時的位置，此位置即為霍爾傳感器的安裝位置。

進一步的，所述N=5。

進一步的，所述步驟C中的轉子旋轉方向為順時針方向或逆時針方向。

一種無刷直流電機霍爾傳感器安裝位置的測量系統，所述測量系統包括檢測裝置和檢測模塊；所述檢測裝置包括轉盤，所述轉盤上固定有三個機械臂，所述每個機械臂固定有一個霍爾傳感器；所述霍爾傳感器電源端和信號端耦合到所述檢測模塊；所述轉盤的邊緣設有角度的刻度線；所述機械臂之間的夾角等于相對安裝角度α。