專利名稱：永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法及啟動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁直流無刷無霍爾電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，本發(fā)明涉及一種永磁 直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法及啟動裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)在啟動時(shí)，需要首先確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置?，F(xiàn)有 技術(shù)中確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置的方法主要包括(1)讓轉(zhuǎn)子強(qiáng)制定位，再開環(huán)啟動的方法。但是轉(zhuǎn)子在強(qiáng)制定位時(shí)電機(jī)會轉(zhuǎn)動一下 (可能會反轉(zhuǎn))，而在很多情況下電機(jī)所應(yīng)用的場合(比如在車床或者列車的應(yīng)用中)不允 許其在啟動時(shí)先轉(zhuǎn)動一下，因?yàn)檫@是很危險(xiǎn)的，因此上述方法的適用范圍有限。另外，電機(jī) 在轉(zhuǎn)子自由轉(zhuǎn)動中啟動會對電機(jī)本身形成沖擊，整個(gè)啟動過程并不平穩(wěn)可靠。(2)給電機(jī)按六步分別通電，再檢測反電動勢消逝的時(shí)間的方法。上述方法的系統(tǒng) 響應(yīng)速度慢，啟動時(shí)間太長。(3)基于高成本硬件和復(fù)雜控制算法的其它啟動方法。上述方法的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)雜， 成本太高。因此，需要一種適用范圍廣、啟動速度快、平穩(wěn)可靠、實(shí)現(xiàn)簡單且成本低廉的永磁 直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種適用范圍廣、啟動速度快、平穩(wěn)可靠、實(shí)現(xiàn) 簡單且成本低廉的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法及啟動裝置，能夠方便地確定轉(zhuǎn)子 的位置，然后平穩(wěn)可靠地啟動所述電機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法，包 括步驟給電機(jī)的三相中的任意兩相施加單脈沖電壓；在所述脈沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過所述兩相的電流值；重復(fù)上述過程，完成對所述電機(jī)的六步通電和電流檢測；比較所有電流值，找出其中的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子 的位置；根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置來啟動所述電機(jī)。 可選地，所述電機(jī)的六步通電按照相位ab-ac-bc-ba-ca-cb的順序來完成。本發(fā)明還提供一種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動裝置，包括單脈沖電壓施加單元，與電機(jī)相連接，用于給所述電機(jī)的三相中的任意兩相施加 單脈沖電壓；相電流檢測單元，與所述單脈沖電壓施加單元和所述電機(jī)相連接，用于在所述脈 沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過所述兩相的電流值；
電流值比較單元，與所述相電流檢測單元相連接，用于比較所述電流值，找出其中 的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置；啟動單元，與所述電流值比較單元和所述電機(jī)相連接，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置 來啟動所述電機(jī)。可選地，所述單脈沖電壓施加單元給電機(jī)的兩相施加單脈沖電壓按照相位 AB-AC-BC-BA-CA-CB的順序來完成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在電機(jī)啟動前確定轉(zhuǎn)子位置時(shí)無需進(jìn)行強(qiáng)制定位，不影響電機(jī)的適用范 圍，并且啟動時(shí)不會對電機(jī)本身形成沖擊，啟動過程平穩(wěn)可靠。另外，本發(fā)明基于現(xiàn)有的條 件對電機(jī)進(jìn)行通電和檢測，無需額外的硬件資源，實(shí)現(xiàn)簡單且成本低廉，啟動速度也比較 快。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描 述而變得更加明顯，其中圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)及其主要驅(qū)動電路的等效 示意圖；圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的判定永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的示意圖；圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保 護(hù)范圍。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法的流程圖。如圖 所示，該啟動方法可以包括執(zhí)行步驟S101，按照電機(jī)的六步給電機(jī)的三相中的任意兩相通電，施加單脈沖電壓。圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)及其主要驅(qū)動電路的等效 示意圖。如圖所示，該電機(jī)M可以等效為由三個(gè)定子繞組A、B、C組成的結(jié)構(gòu)，其中A相可 以包括串聯(lián)連接的電阻Ra、電感La和反電動勢eA，類似地B相可以包括串聯(lián)連接的電阻Rb、 電感Lb和反電動勢eB，C相可以包括串聯(lián)連接的電阻Rc、電感Lc和反電動勢ec，Un為定子 繞組中位點(diǎn)的電壓。另外，T1和T2、T3和T4、T5和T6分別為A相定子繞組的上橋臂的開關(guān) 管和下橋臂的開關(guān)管、B相定子繞組的上橋臂的開關(guān)管和下橋臂的開關(guān)管、C相定子繞組的 上橋臂的開關(guān)管和下橋臂的開關(guān)管，它們都是由脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號控制其開關(guān)的通 斷的。類似地,D1和D2、D3和D4、D5和D6分別為與各相定子繞組的上、下橋臂的開關(guān)管T1和 T2, T3和T4、T5和T6并聯(lián)連接的續(xù)流二極管。最后，Ud為施加在各定子繞組上、下橋臂之間 的母線電壓。因此，在本實(shí)施例中，例如可以按照相位AB-AC-BC-BA-CA-CB的順序來給電機(jī)M通電(寫在前面的字母代表電流流入相，寫在后面的字母代表電流流出相)。在此情形下，當(dāng) 相位AB通電時(shí)，給A相定子繞組的開關(guān)管T1和B相定子繞組的開關(guān)管T4同時(shí)施加一個(gè)單 脈沖的高電平的PWM信號，而其余開關(guān)管上的PWM信號全部都保持低電平，這樣就完成了對 電機(jī)M的A、B兩相施加單脈沖電壓。執(zhí)行步驟S102，在脈沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過兩相的電流值。在本實(shí)施例中，即在上述單脈沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過A、B兩相的電流值， 具體檢測相電流的方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的方法。執(zhí)行步驟S103，重復(fù)上述過程，完成對電機(jī)的六步通電和電流檢測。在本實(shí)施例中，接下來給電機(jī)M的A、C兩相通電，施加單脈沖電壓，并在上述單脈 沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過A、C兩相的電流值。以此類推，依照預(yù)定的順序完成對電機(jī) M的六步通電和電流檢測。執(zhí)行步驟S104，比較所有電流值，找出其中的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定電 機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置。圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的判定永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的示意圖。 如圖所示，假設(shè)電機(jī)M的A、B兩相通電時(shí)其電流值是最大的(電流從A相流入，B相流出)， 則考慮到電機(jī)M的A相定子繞組給轉(zhuǎn)子0施加與A相定子繞組相異的向下的力(方向如圖 中向下的短箭頭所示)，而B相定子繞組給轉(zhuǎn)子0施加與B相定子繞組相同的向右下方的力 (方向如圖中向右下方的短箭頭所示)，則根據(jù)電磁感應(yīng)原理，可以判定電機(jī)M的轉(zhuǎn)子0的 位置位于圖中兩個(gè)短箭頭所夾角度之間。執(zhí)行步驟S105，根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置來啟動電機(jī)。在本實(shí)施例中，確定了轉(zhuǎn)子的位置后，就可以確定對電機(jī)M的三個(gè)定子繞組的通 電順序，然后啟動電機(jī)。圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動裝置的示意圖。如圖 所示，該啟動裝置400可以包括單脈沖電壓施加單元401，與電機(jī)M相連接，用于給電機(jī)M的三相中的任意兩相施 加單脈沖電壓；相電流檢測單元402，與單脈沖電壓施加單元401和電機(jī)M相連接，用于在脈沖即 將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過兩相的電流值；電流值比較單元403，與相電流檢測單元402相連接，用于比較電流值，找出其中 的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定電機(jī)M的轉(zhuǎn)子0的位置；啟動單元404，與電流值比較單元403和電機(jī)M相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置來啟 動電機(jī)M。在本實(shí)施例中，單脈沖電壓施加單元401給電機(jī)M的兩相施加單脈沖電壓按照相 位AB-AC-BC-BA-CA-CB的順序來完成。本發(fā)明在電機(jī)啟動前確定轉(zhuǎn)子位置時(shí)無需進(jìn)行強(qiáng)制定位，不影響電機(jī)的適用范 圍，并且啟動時(shí)不會對電機(jī)本身形成沖擊，啟動過程平穩(wěn)可靠。另外，本發(fā)明基于現(xiàn)有的條 件對電機(jī)進(jìn)行通電和檢測，無需額外的硬件資源，實(shí)現(xiàn)簡單且成本低廉，啟動速度也比較 快。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技
5術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法，包括步驟給電機(jī)的三相中的任意兩相施加單脈沖電壓；在所述脈沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過所述兩相的電流值；重復(fù)上述過程，完成對所述電機(jī)的六步通電和電流檢測；比較所有電流值，找出其中的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置；根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置來啟動所述電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟動方法，其特征在于，所述電機(jī)的六步通電按照相位 AB-AC-BC-BA-CA-CB的順序來完成。
3.—種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動裝置，包括單脈沖電壓施加單元，與電機(jī)相連接，用于給所述電機(jī)的三相中的任意兩相施加單脈 沖電壓；相電流檢測單元，與所述單脈沖電壓施加單元和所述電機(jī)相連接，用于在所述脈沖即 將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過所述兩相的電流值；電流值比較單元，與所述相電流檢測單元相連接，用于比較所述電流值，找出其中的最 大值及其所對應(yīng)的通電相，判定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置；啟動單元，與所述電流值比較單元和所述電機(jī)相連接，用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置來啟 動所述電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的啟動裝置，其特征在于，所述單脈沖電壓施加單元給電機(jī)的 兩相施加單脈沖電壓按照相位AB-AC-BC-BA-CA-CB的順序來完成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動方法，包括步驟給電機(jī)的三相中的任意兩相施加單脈沖電壓；在所述脈沖即將結(jié)束時(shí)檢測并記錄流過所述兩相的電流值；重復(fù)上述過程，完成對所述電機(jī)的六步通電和電流檢測；比較所有電流值，找出其中的最大值及其所對應(yīng)的通電相，判定所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置；根據(jù)所述轉(zhuǎn)子的位置來啟動所述電機(jī)。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種永磁直流無刷無霍爾電機(jī)的啟動裝置。本發(fā)明在電機(jī)啟動前確定轉(zhuǎn)子位置時(shí)無需進(jìn)行強(qiáng)制定位，不影響電機(jī)的適用范圍，并且啟動時(shí)不會對電機(jī)本身形成沖擊，啟動過程平穩(wěn)可靠。另外，本發(fā)明基于現(xiàn)有的條件對電機(jī)進(jìn)行通電和檢測，無需額外的硬件資源，實(shí)現(xiàn)簡單且成本低廉，啟動速度也比較快。
文檔編號H02P6/20GK101977001SQ20101052793
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者周序偉, 尹志光, 辛巍, 陳朝輝 申請人:中穎電子有限公司