專利名稱：一種具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種直流電機控制器的控制方法，具體來說涉及一種具有霍爾容錯功 能的五相無刷直流電機控制方法。
背景技術：
五相無刷直流電機與現(xiàn)有的三相無刷直流電機相比，五相無刷直流電機可以使電 機的繞組利用率由66. 7%提高到80%，電機的功率密度大大提高，低速運轉時的轉矩提高 了 20%以上，換相時的最大轉矩脈動減少為額定轉矩的25%。同時，在輸出同樣功率的情 況下，每相繞組的電流減少了一半，產品的可靠性得到進一步提高。五相無刷直流電機與控制器連接的拓撲結構如附

圖1所示，五相繞組采用星形連 接，每相繞組的一端與控制器的輸出相連接，另一端全部連接在一起。電機的五個霍爾信號 線與控制器連接，控制器全橋開關回路的導通和關斷受電機霍爾信號的控制，霍爾信號共 有十種狀態(tài)，對應連接電機各相繞組的開關回路的上下橋臂的導通和關斷也有十種狀態(tài); 在同一時刻，有兩個上橋臂和另外兩個下橋臂的開關開通，剩下一個橋臂的開關都關斷，這 樣，電機的四相繞組通電，一相繞組斷電；當霍爾狀態(tài)發(fā)生變化時，導通的四個橋臂的一個 上橋(下橋)開關關斷，先前未導通橋臂上橋(下橋)開關開通，這樣，導通的繞組關斷一 相，非導通一相繞組開通，完成繞組切換；在360°周期內，每相繞組的上橋臂在180°內 導通144°、關斷36°，下橋臂在另外180°內導通144°、關斷36°，合計每相繞組導通 288°、關斷72°。下表1是霍爾完全正常時的導通邏輯，其中的霍爾信號可以是其他信號 形式，十種狀態(tài)的位置信號真值可以有不同，但一定是十種狀態(tài)，開通和關斷各個橋臂順序 可以不同，但一定是十種開通和關斷狀態(tài)。
權利要求
1 一種具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在于當電機出現(xiàn)霍 爾損壞時，若五相無刷直流電機正處于運行過程中，則所述控制器根據霍爾損壞的狀況將 切換到相應的容錯處理模式，在霍爾損壞情況不發(fā)生變化時，一直維持所述容錯處理模式； 若五相無刷直流電機正處于靜止狀態(tài)，則使用外力輔助電機開始轉動，同時，所述控制器根 據霍爾損壞的狀況切換到相應的容錯處理模式。
2.根據權利要求1所述的具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在 于所述霍爾損壞的狀況包括三種第一種狀況為某一個霍爾損壞，第二種狀況為相鄰的 兩個霍爾損壞，第三種狀況為不相鄰的兩個霍爾損壞，第四種為三個及三個以上霍爾損壞。
3.根據權利要求2所述的具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在 于所述相應于第一種霍爾損壞狀況或者第二種霍爾損壞狀況的容錯處理模式的處理過程 為(al)確定損壞的霍爾； (a2)根據損壞的霍爾的導通邏輯表，查找到特殊霍爾信號狀態(tài)，所述特殊霍爾狀態(tài)為 狀態(tài)標號不同而霍爾信號狀態(tài)值相同的霍爾信號狀態(tài)，所述每個特殊霍爾信號狀態(tài)依次對 應兩種MOS管導通關系A2和B2，普通的每個霍爾信號狀態(tài)對應唯一一種MOS管導通關系；(a3)檢測當前霍爾信號狀態(tài)，根據當前霍爾信號狀態(tài)進行相應的導通關系開關MOS 管，其中當檢測到霍爾信號狀態(tài)為特殊霍爾信號時，先按導通關系A2開關MOS管，導通關 系A2運行時間達到換相時間時，再按照導通關系B2開關MOS管；當檢測到當前霍爾信號變 化為普通霍爾信號時，則按照該普通霍爾信號的導通關系開關MOS管；重復步驟(a3)直到 運行結束。
4.根據權利要求3所述的帶霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制器的控制方法，其 特征在于所述第一種霍爾損壞狀況下共有8種霍爾信號狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號狀 態(tài)共有兩種，普通霍爾信號狀態(tài)共有六種。
5.根據權利要求3所述的帶霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制器的控制方法，其 特征在于所述第二種霍爾損壞狀況下共有6種霍爾信號狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號狀 態(tài)共有四種，普通霍爾信號狀態(tài)共有兩種。
6.根據權利要求3所述的具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在 于所述步驟(a!3)中的換相時間為當電機未啟動時，所述換相時間為預設的換相時間，當 電機在運行過程中，所述換相時間為當前經過的霍爾信號狀態(tài)的平均運行時間。
7.根據權利要求2所述的具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在 于所述相應于第三種霍爾損壞狀況的容錯處理模式的處理過程為(bl)確定損壞的霍爾；(b2)根據損壞的霍爾的導通邏輯表，查找到特殊霍爾信號狀態(tài)，所述特殊霍爾狀態(tài)為 狀態(tài)標號不同而霍爾信號狀態(tài)值相同的霍爾信號狀態(tài)，所述每個特殊霍爾信號狀態(tài)依次對 應三種MOS管導通關系A3、B3和C3，普通的每個霍爾信號狀態(tài)對應唯一一種MOS管導通關 系；檢測當前霍爾信號狀態(tài)，根據當前霍爾信號狀態(tài)進行相應的導通關系開關MOS管；(b3)當檢測到霍爾信號狀態(tài)為特殊霍爾信號時，先按導通關系A3開關MOS管，導通關 系A3運行時間達到當前經過的霍爾信號狀態(tài)的平均運行時間后，再按照導通關系B3開關 MOS管，導通關系B3運行時間達到當前經過的霍爾信號狀態(tài)的平均運行時間后，再按照導通關系C3開關MOS管；當檢測到當前霍爾信號為普通霍爾信號時，則按照該普通霍爾信號 的導通關系開關MOS管；重復步驟(b3)直到運行結束。
8.根據權利要求7所述的具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，其特征在 于所述第三種霍爾損壞狀況下共有6種霍爾信號狀態(tài)，其中所述特殊霍爾信號狀態(tài)共有 兩種，普通霍爾信號狀態(tài)共有四種。
9.根據權利要求2所述的帶霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制器的控制方法，其 特征在于所述相應于第四種霍爾損壞狀況的容錯處理模式的處理過程為所述控制器進 入保護狀態(tài)，無輸出，重新上電后解除保護，當損壞的霍爾修復后再切換回正常的霍爾狀態(tài) 控制模式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有霍爾容錯功能的五相無刷直流電機控制方法，該控制處理過程為當電機出現(xiàn)霍爾損壞時，若五相無刷直流電機正處于運行過程中，則所述控制器根據霍爾損壞的狀況將切換到相應的容錯處理模式，在霍爾損壞情況不發(fā)生變化時，一直維持所述容錯處理模式；若五相無刷直流電機正處于靜止狀態(tài)，則使用外力輔助電機開始轉動，同時，所述控制器根據霍爾損壞的狀況切換到相應的容錯處理模式。該控制方法可以保證五相無刷直流電機在一個或兩個霍爾損壞的情況下也能讓電機繼續(xù)正常運行，降低電機因為霍爾損壞帶來的返修率。
文檔編號H02P6/16GK102075126SQ20101052649
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權日2010年10月29日
發(fā)明者屈曉峰, 李宇, 陳黎明 申請人:中國電器科學研究院, 廣州擎天實業(yè)有限公司