本發(fā)明涉及無(wú)刷直流(bldcm：brushlessdcmotor)電機(jī)控制領(lǐng)域，尤其是一種利用階躍信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)刷電機(jī)二二導(dǎo)通模式和三三導(dǎo)通模式平穩(wěn)的切換方法。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車具有節(jié)能、高效、無(wú)污染、能源來(lái)源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，所以由無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車越來(lái)越多。目前學(xué)者對(duì)無(wú)刷電機(jī)的研究大都是二二導(dǎo)通模式，對(duì)三三導(dǎo)通研究的也較少，所以學(xué)者對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)電機(jī)在兩種導(dǎo)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(shí)現(xiàn)兩種調(diào)制方式的自然切換。所以采用階躍信號(hào)為切換信號(hào)的二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通切換方法應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種適用于無(wú)刷直流電機(jī)高精度控制領(lǐng)域利用軟件編程可實(shí)現(xiàn)bldcm二二導(dǎo)通與三三導(dǎo)通切換方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明主要包括帶有位置傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)、dsp芯片、cpld模塊，所述方法是先讓無(wú)刷直流電機(jī)在二二導(dǎo)通的方式下運(yùn)行三秒中，待無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)后，切換到三三導(dǎo)通模式，具體方法步驟如下：

步驟1，利用無(wú)刷直流電機(jī)的霍爾位置信號(hào)、dsp芯片、cpld模塊分別邏輯運(yùn)算出二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通的程序模塊；主要邏輯模塊燒寫于cpld。

步驟2，讓無(wú)刷直流電機(jī)在3s處由二二導(dǎo)通切換到三三導(dǎo)通運(yùn)行模式，在dsp芯片的主函數(shù)中編寫一段delay函數(shù)，使dsp芯片發(fā)出一路前三秒為高電平，三秒后持續(xù)為低電平的階躍信號(hào)；

步驟3，將步驟2中dsp芯片發(fā)出的階躍信號(hào)送入cpld模塊中，作為兩種導(dǎo)通方式的切換信號(hào)；

步驟4，二二導(dǎo)通程序模塊和步驟2中的階躍信號(hào)做與邏輯，三三導(dǎo)通程序模塊和步驟2中的階躍信號(hào)的非做與邏輯，然后將上述邏輯后的結(jié)果再做或邏輯；或邏輯的結(jié)果前三秒是二二導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三秒后為三三導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此驅(qū)動(dòng)信號(hào)在cpld模塊輸出作為電機(jī)逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、為了只需軟件編程便可實(shí)現(xiàn)兩種導(dǎo)通模式的切換，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本。

2、用階躍信號(hào)作為兩種導(dǎo)通信號(hào)的切換控制信號(hào)，使二者切換的自然，電機(jī)抖動(dòng)小。

3、通過(guò)調(diào)節(jié)階躍信號(hào)高低電平的改變次數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)在兩種導(dǎo)通方式下的任意切換。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明無(wú)刷直流電機(jī)扇區(qū)劃分圖。

圖2是本發(fā)明霍爾位置信號(hào)dsp和cpld形成兩種導(dǎo)通模式圖。

圖3是本發(fā)明三相逆變器驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)階躍信號(hào)圖。

圖4是本發(fā)明dsp發(fā)出的階躍信號(hào)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：

本發(fā)明目的在于在現(xiàn)有無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用dsp和霍爾信號(hào)，通過(guò)霍爾信號(hào)直接的邏輯和dsp的計(jì)時(shí)與運(yùn)算，使其在cpld中形成兩組程序模塊，二二導(dǎo)通程序模塊和三三導(dǎo)通程序模塊。然后再利用階躍信號(hào)做邏輯實(shí)現(xiàn)上述兩種導(dǎo)通模式的切換。

具體步驟如下：

步驟1，利用無(wú)刷直流電機(jī)的霍爾位置信號(hào)、dsp芯片、cpld模塊分別邏輯運(yùn)算出二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通的程序模塊；主要邏輯模塊燒寫于cpld。

步驟2，讓無(wú)刷直流電機(jī)在3s處由二二導(dǎo)通切換到三三導(dǎo)通運(yùn)行模式，在dsp芯片的主函數(shù)中編寫一段delay函數(shù)，使dsp芯片發(fā)出一路前三秒為高電平，三秒后持續(xù)為低電平的階躍信號(hào)；

步驟3，將步驟2中dsp芯片發(fā)出的階躍信號(hào)送入cpld模塊中，作為兩種導(dǎo)通方式的切換信號(hào)；

步驟4，二二導(dǎo)通程序模塊和步驟2中的階躍信號(hào)做與邏輯，三三導(dǎo)通程序模塊和步驟2中的階躍信號(hào)的非做與邏輯，然后將上述邏輯后的結(jié)果再做或邏輯；或邏輯的結(jié)果前三秒是二二導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三秒后為三三導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，此驅(qū)動(dòng)信號(hào)在cpld模塊輸出作為電機(jī)逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

如圖1所示，由霍爾位置信號(hào)dsp和cpld形成兩種導(dǎo)通模式程序模塊。經(jīng)過(guò)仿真分析可知無(wú)刷直流電機(jī)兩兩導(dǎo)通與三三導(dǎo)通的最優(yōu)切換時(shí)刻是在換相關(guān)斷時(shí)刻，這樣可以得到最小的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。這個(gè)切換點(diǎn)可以是六個(gè)扇區(qū)的任一扇區(qū)的起始點(diǎn)。同時(shí)為了在啟動(dòng)后，電機(jī)能平穩(wěn)的運(yùn)行下去，選擇電機(jī)剛剛啟動(dòng)并且轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)進(jìn)行二三導(dǎo)通切換。當(dāng)電角度旋轉(zhuǎn)一圈后，即旋轉(zhuǎn)了2π回到二三導(dǎo)通切換點(diǎn)，然后再?gòu)碾娊嵌?位置經(jīng)行計(jì)算，依次循環(huán)。

如圖2所示，無(wú)刷直流電機(jī)是由三相逆變器驅(qū)動(dòng)的，共六個(gè)開(kāi)關(guān)管，每個(gè)開(kāi)關(guān)管單獨(dú)控制。圖1所示的二二導(dǎo)通模式的程序模塊和三三導(dǎo)通模式的程序模塊輸出六路信號(hào)。

如圖3所示，由dsp發(fā)出一路前三秒為高電平，三秒后為低電平的階躍信號(hào)。并且將這個(gè)階躍信號(hào)送入cpld中。

如圖4所示，dsp發(fā)出的階躍信號(hào)和二二導(dǎo)通模式和三三導(dǎo)通模式程序模塊做在cpld中做邏輯。由于三相逆變器共六個(gè)開(kāi)關(guān)管，并且各個(gè)開(kāi)關(guān)管單獨(dú)控制，圖4所示的二二導(dǎo)通模式的程序模塊和三三導(dǎo)通模式的程序模塊實(shí)為各輸出六路信號(hào)，此處用一路信號(hào)代替。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種BLDCM二二導(dǎo)通與三三導(dǎo)通切換方法，利用DSP和CPLD對(duì)電機(jī)本身固有的霍爾位置信號(hào)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算分別形成無(wú)刷直流電機(jī)二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然后利用DSP發(fā)出一路階躍信號(hào)，送入到CPLD中作為二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通兩個(gè)程序的切換信號(hào)。在CPLD搭建模塊，使該階躍信號(hào)和二二導(dǎo)通程序模塊部分做與邏輯，該信號(hào)的非和三三導(dǎo)通程序模塊做與邏輯，然后在把上述的兩個(gè)邏輯后的結(jié)果再做或邏輯，這個(gè)信號(hào)在階躍信號(hào)高電平時(shí)輸出二二導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)，低電平時(shí)輸出三三導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)，而且程序切換自然。這就是本發(fā)明提出的針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)二二導(dǎo)通和三三導(dǎo)通的切換方法。本發(fā)明方法在無(wú)需增加硬件設(shè)備的條件下可實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)兩種導(dǎo)通方式的自然切換。

技術(shù)研發(fā)人員：閆朝陽(yáng);李昕;呂昌昊;宋雪微;康鳴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：燕山大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.19
技術(shù)公布日：2017.09.15