[發明專利]一種BLDCM二二導通與三三導通切換方法

在審

• 申請號: 201710359581.1
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107171605A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 閆朝陽;李昕;呂昌昊;宋雪微;康鳴
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02P7/292
• 分類號: H02P7/292
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明涉及無刷直流(BLDCM：BrushLess DC Motor)電機控制領域，尤其是一種利用階躍信號實現無刷電機二二導通模式和三三導通模式平穩的切換方法。

背景技術

電動汽車具有節能、高效、無污染、能源來源廣泛等優點，所以由無刷直流電機驅動的電動汽車越來越多。目前學者對無刷電機的研究大都是二二導通模式，對三三導通研究的也較少，所以學者對無刷直流電機電機在兩種導通模式的切換方法研究也很少。目前正需要一種方法，利用軟件編程的方式實現兩種調制方式的自然切換。所以采用階躍信號為切換信號的二二導通和三三導通切換方法應運而生。

發明內容

本發明目的在于提供一種適用于無刷直流電機高精度控制領域利用軟件編程可實現BLDCM二二導通與三三導通切換方法。

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明主要包括帶有位置傳感器的無刷直流電機、DSP芯片、CPLD模塊，所述方法是先讓無刷直流電機在二二導通的方式下運行三秒中，待無刷直流電機的轉速平穩后，切換到三三導通模式，具體方法步驟如下：

步驟1，利用無刷直流電機的霍爾位置信號、DSP芯片、CPLD模塊分別邏輯運算出二二導通和三三導通的程序模塊；主要邏輯模塊燒寫于CPLD。

步驟2，讓無刷直流電機在3s處由二二導通切換到三三導通運行模式，在 DSP芯片的主函數中編寫一段delay函數，使DSP芯片發出一路前三秒為高電平，三秒后持續為低電平的階躍信號；

步驟3，將步驟2中DSP芯片發出的階躍信號送入CPLD模塊中，作為兩種導通方式的切換信號；

步驟4，二二導通程序模塊和步驟2中的階躍信號做與邏輯，三三導通程序模塊和步驟2中的階躍信號的非做與邏輯，然后將上述邏輯后的結果再做或邏輯；或邏輯的結果前三秒是二二導通驅動信號，三秒后為三三導通的驅動信號，此驅動信號在CPLD模塊輸出作為電機逆變器的驅動信號。

與現有技術相比，本發明方法具有如下優點：

1、為了只需軟件編程便可實現兩種導通模式的切換，節約開發成本。

2、用階躍信號作為兩種導通信號的切換控制信號，使二者切換的自然，電機抖動小。

3、通過調節階躍信號高低電平的改變次數，可以實現無刷直流電機在兩種導通方式下的任意切換。

附圖說明

圖1是本發明無刷直流電機扇區劃分圖。

圖2是本發明霍爾位置信號DSP和CPLD形成兩種導通模式圖。

圖3是本發明三相逆變器驅動無刷直流電機階躍信號圖。

圖4是本發明DSP發出的階躍信號圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

本發明目的在于在現有無刷直流電機控制系統的基礎上，利用DSP和霍爾信號，通過霍爾信號直接的邏輯和DSP的計時與運算，使其在CPLD中形成兩組程序模塊，二二導通程序模塊和三三導通程序模塊。然后再利用階躍信號做邏輯實現上述兩種導通模式的切換。

具體步驟如下：

步驟1，利用無刷直流電機的霍爾位置信號、DSP芯片、CPLD模塊分別邏輯運算出二二導通和三三導通的程序模塊；主要邏輯模塊燒寫于CPLD。

步驟2，讓無刷直流電機在3s處由二二導通切換到三三導通運行模式，在DSP芯片的主函數中編寫一段delay函數，使DSP芯片發出一路前三秒為高電平，三秒后持續為低電平的階躍信號；

步驟3，將步驟2中DSP芯片發出的階躍信號送入CPLD模塊中，作為兩種導通方式的切換信號；

步驟4，二二導通程序模塊和步驟2中的階躍信號做與邏輯，三三導通程序模塊和步驟2中的階躍信號的非做與邏輯，然后將上述邏輯后的結果再做或邏輯；或邏輯的結果前三秒是二二導通驅動信號，三秒后為三三導通的驅動信號，此驅動信號在CPLD模塊輸出作為電機逆變器的驅動信號。

如圖1所示，由霍爾位置信號DSP和CPLD形成兩種導通模式程序模塊。經過仿真分析可知無刷直流電機兩兩導通與三三導通的最優切換時刻是在換相關斷時刻，這樣可以得到最小的轉矩脈動。這個切換點可以是六個扇區的任一扇區的起始點。同時為了在啟動后，電機能平穩的運行下去，選擇電機剛剛啟動并且轉速接近額定時進行二三導通切換。當電角度旋轉一圈后，即旋轉了2π回到二三導通切換點，然后再從電角度0位置經行計算，依次循環。

如圖2所示，無刷直流電機是由三相逆變器驅動的，共六個開關管，每個開關管單獨控制。圖1所示的二二導通模式的程序模塊和三三導通模式的程序模塊輸出六路信號。