[發明專利]一種電動車用無刷直流電機弱磁超速控制系統及方法

在審

• 申請號: 202111367129.2
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN114189178A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 沈躍;周寬
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種電動車用無刷直流電機弱磁超速控制系統及方法。該弱磁超速控制系統包括霍爾信號獲取電路，霍爾信號預處理電路和處理器；霍爾信號獲取電路輸入端與霍爾傳感器輸出端電連接，霍爾信號獲取電路輸出端與霍爾預處理電路輸入端電連接，霍爾信號預處理電路輸出端與處理器霍爾信號輸入端電連接。根據霍爾信號變化的間隔時間得到換相時間，再根據換相時間和超速比例得到弱磁時間閾值，當霍爾換相時間計數器達到弱磁時間閾值后，輸出弱磁相位，實現超速。該弱磁超速控制方法能夠在不增加硬件體積和成本的基礎上，實現電機轉速寬范圍調制。

技術領域

本發明為電動自行車用無刷直流電機控制，尤其涉及一種弱磁超速的控制系統及方法。

背景技術

無刷直流電機因其具有高功率密度、寬調頻特性等優點在電動自行車上廣泛使用，然而電機的速度只能在基速以下進行調整。隨著技術的發展，對于超速的需求變得越來越強烈。目前弱磁超速的方法有很多，大致從本體和控制兩方面著手。雖然他們都在一定程度上達到了弱磁超速要求，但也帶來了許多弊端。例如帶來了過高的電流脈動、增加了電機設計的復雜程度等。

中國專利申請CN200510024345.1公開了一種電動自行車用無刷電機控制器中弱磁超速控制方法，該方法主要在PWM中斷中進行。每次進入中斷通過轉速判斷是否到達弱磁轉速點，當滿足要求后，根據線性關系推導出當前轉速對應的提前換相角，并計算延遲時間。當延遲時間減到零時，輸出提前換相角門控邏輯信號。然而上述方法大部分都在中斷中進行，并且延遲時間計算復雜，兩者都加重了系統負擔。相比于傳統控制，需要額外增加一個計時器，提高了對系統硬件的要求，沒有給予外部接口，系統靈活性不夠。

因此現有技術需要一種在不增加系統成本和結構的基礎上，實現弱磁超速的方法，并且能夠根據要求靈活改變超速速度大小。

發明內容

本發明提供了一種在不增加程序復雜度和額外硬件的基礎上，簡單實現電動車用無刷直流電機超速弱磁的方案，為后續弱磁超速的應用提供了一種思路。

第一方面，本發明的實施提供了一種電動車用無刷直流電機弱磁超速控制系統，包括：

霍爾信號獲取電路，霍爾信號預處理電路和處理器；

所述霍爾信號獲取電路輸入端與所述霍爾傳感器輸出端電連接，所述霍爾信號獲取電路輸出端與所述霍爾信號預處理電路輸入端電連接，所述霍爾信號預處理電路輸出端與所述處理器的霍爾信號輸入端電連接。

所述霍爾信號獲取電路，根據霍爾傳感器輸出的電平，獲取霍爾信號；所述霍爾信號預處理電路，根據獲取到的霍爾信號，獲取準確的轉子位置信號；所述處理器，根據轉子位置信號和超速比例輸出對應控制相位。

可選的，所述霍爾信號獲取電路包括：W霍爾信號獲取電路、U霍爾信號獲取電路、V霍爾信號獲取電路；

所述W霍爾信號獲取電路輸入端與所述W霍爾傳感器輸出端電連接，所述U霍爾信號獲取電路輸入端與所述U霍爾傳感器輸出端電連接，所述V霍爾信號獲取電路輸入端與所述V霍爾傳感器輸出端電連接，所述W霍爾信號獲取電路輸出端、所述U霍爾信號獲取電路輸出端和所述V霍爾信號獲取電路輸出端與對應的所述霍爾信號預處理電路輸入端電連接。所述霍爾信號包括W霍爾信號、U霍爾信號和V霍爾信號。

可選的，所述霍爾信號預處理電路包括：上拉電路和濾波電路；

可選的，上拉電路包括：上拉電阻和直流電源；

所述霍爾信號上拉電路，用于提高電路穩定性，增強帶載能力；所述上拉電阻第二端和所述直流電源電連接；

可選的，濾波電路包括：濾波電阻、濾波電容和電線接地端；

所述霍爾信號濾波電路，用于濾除高頻干擾信號，避免轉子位置誤判；所述濾波電阻第二端與所述霍爾信號預處理電路輸出端和所述濾波電容第一端電連接；所述濾波電容第二端與所述電線接地端電連接；