[發(fā)明專利]一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器故障的容錯(cuò)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710402714.9
• 申請(qǐng)日: 2017-06-01
• 公開（公告）號(hào): CN107017822A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮能蓮;張星宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02P29/028
• 分類號(hào): H02P29/028;H02P6/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器故障的容錯(cuò)控制方法，所述容錯(cuò)控制方法應(yīng)用于純電動(dòng)汽車及其它無(wú)刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)控制器一般采用有轉(zhuǎn)子位置傳感器或者無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器兩種模式去控制電機(jī)。采用有轉(zhuǎn)子位置傳感器的電機(jī)控制器一般使用霍爾傳感器來(lái)獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，但霍爾傳感器常因溫度、灰塵、電磁干擾等環(huán)境因素的影響而不能正常工作，嚴(yán)重的時(shí)候甚至損壞，最終導(dǎo)致電機(jī)及控制器無(wú)法正常運(yùn)行。目前常使用電機(jī)的缺相控制來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制，即當(dāng)一路或兩路霍爾傳感器發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)余下正常的兩路或一路霍爾信號(hào)計(jì)算出轉(zhuǎn)子的換相時(shí)刻從而控制電機(jī)繼續(xù)工作。該方法可以實(shí)現(xiàn)三路霍爾信號(hào)中一路或者兩路霍爾信號(hào)缺失時(shí)電機(jī)的容錯(cuò)控制，但在三路霍爾信號(hào)全部缺失時(shí)，則無(wú)法控制電機(jī)運(yùn)行。采用無(wú)轉(zhuǎn)子位置傳感器的電機(jī)控制器常使用電機(jī)三相的反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)來(lái)獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，但是無(wú)霍爾傳感器控制模式有啟動(dòng)困難、低速調(diào)速性差和負(fù)載能力弱等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本文針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種同時(shí)具備有霍爾傳感器和無(wú)霍爾傳感器兩種控制模式的容錯(cuò)控制方法。該方法根據(jù)霍爾信號(hào)的完整性選擇相應(yīng)模式來(lái)控制電機(jī)，因此該控制器可以有效解決無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)霍爾傳感器發(fā)生故障而導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法運(yùn)行的問題，同時(shí)充分結(jié)合有霍爾傳感器控制模式和無(wú)霍爾傳感器控制模式兩者的優(yōu)點(diǎn)，從而提高了電機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器故障的容錯(cuò)控制方法，其特征在于，

當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)上電后檢測(cè)到霍爾傳感器工作正常，則以有霍爾控制模式啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；

當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在有霍爾控制模式下，霍爾傳感器發(fā)生故障，若當(dāng)前轉(zhuǎn)速滿足反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為電機(jī)換相依據(jù)的條件，則自動(dòng)切換至無(wú)霍爾控制模式繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；若當(dāng)前轉(zhuǎn)速不滿足反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為電機(jī)換相依據(jù)的條件，則利用三段式啟動(dòng)控制電機(jī)加速至反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)能作為電機(jī)換相依據(jù)，此時(shí)切換至無(wú)霍爾控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；

當(dāng)電機(jī)工作在無(wú)霍爾控制模式下，霍爾傳感器恢復(fù)正常，則自動(dòng)切換回有霍爾控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行并清除霍爾傳感器故障代碼。

一種無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置傳感器故障的容錯(cuò)控制方法，其特征在于，控制系統(tǒng)集成了有霍爾控制和無(wú)霍爾控制，以霍爾信號(hào)作為有霍爾控制的換相依據(jù)，以反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為無(wú)霍爾控制的換相依據(jù)，利用霍爾信號(hào)的完整性和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速判斷當(dāng)前的控制方式。

本發(fā)明應(yīng)用在無(wú)刷直流電機(jī)控制器中，利用檢測(cè)霍爾傳感器故障和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)從有霍爾控制模式啟動(dòng)切換為無(wú)霍爾控制模式工作(霍爾傳感器發(fā)生故障時(shí))，也可以實(shí)現(xiàn)從無(wú)霍爾控制模式自動(dòng)切換為有霍爾控制模式運(yùn)行(霍爾傳感器故障被清除)。無(wú)論運(yùn)行在何種工況下，都能選擇相應(yīng)的控制模式控制電機(jī)從而實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)控制，大大降低了霍爾傳感器發(fā)生故障后給電機(jī)控制系統(tǒng)帶來(lái)的影響，提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為系統(tǒng)控制策略框圖。

圖2為主程序流程框圖。

圖3為無(wú)霍爾控制模式電機(jī)啟動(dòng)程序流程圖。

圖4為故障診斷程序流程框圖

圖5為主程序流程框圖。

圖6為無(wú)霍爾控制模式電機(jī)啟動(dòng)程序流程圖。

具體實(shí)施方式

控制系統(tǒng)集成了有霍爾控制和無(wú)霍爾控制，以霍爾信號(hào)作為有霍爾控制的換相依據(jù)，以反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為無(wú)霍爾控制的換相依據(jù)，利用霍爾信號(hào)是否發(fā)生故障和當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定當(dāng)前的控制方式。

當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)上電后檢測(cè)到霍爾傳感器工作正常，則以有霍爾控制模式啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

當(dāng)電機(jī)控制系統(tǒng)上電后檢測(cè)到霍爾傳感器發(fā)生故障而不能正常工作，則自動(dòng)切換至無(wú)霍爾控制模式啟動(dòng)并驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

當(dāng)電機(jī)運(yùn)行在有霍爾控制模式下，霍爾傳感器發(fā)生故障，若當(dāng)前轉(zhuǎn)速滿足反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為電機(jī)換相依據(jù)的條件，則自動(dòng)切換至無(wú)霍爾控制模式繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；若當(dāng)前轉(zhuǎn)速不滿足反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)作為電機(jī)換相依據(jù)的條件，則利用三段式啟動(dòng)控制電機(jī)加速至反電動(dòng)勢(shì)信號(hào)可以作為電機(jī)換相依據(jù)，此時(shí)切換至無(wú)霍爾控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。

當(dāng)電機(jī)工作在無(wú)霍爾控制模式下，霍爾傳感器恢復(fù)正常，則自動(dòng)切換回有霍爾控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行并清除霍爾傳感器故障代碼。

本發(fā)明的實(shí)施例如圖1、圖2、圖3、圖4所示。