无刷直流电机霍尔相序自动识别方法与流程

本发明涉及无刷直流电机的控制方法技术领域，尤其涉及一种无刷直流电机霍尔相序自动识别方法。

背景技术：

无刷直流电机正常运行时，电机三相电流的通电顺序与电机安装的霍尔相序成一一对应的关系。如果霍尔相序错误电机将无法启动或不能正常运行。在某些场合无法知道电机霍尔相序，或者接线人员将霍尔信号，电机线接错时，只能通过更改霍尔信号接线相序，在现场应用调试时带来很多工作和麻烦。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够准确的识别出无刷直流电机霍尔相序的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种无刷直流电机霍尔相序自动识别方法，其特征在于包括如下步骤：设定无刷直流电机的导通相序，根据设定的导通相序，采用电流闭环的方式进行控制，无刷直流电机转动过程中记录电机每一个通电相序所对应的电机三路霍尔信息，根据无刷直流电机两两导通方式运行原理计算无刷直流电机霍尔相序。

进一步的技术方案在于：设定无刷直流电机的导通相序的顺序为ab-ac-bc-ba-ca-cb。

进一步的技术方案在于：导通相序的顺序为ab-ac-bc-ba-ca-cb时，采集的所述霍尔信息为s1，s2，s3，s4，s5，s6；s1-s6为霍尔三路信号的电平信号，s为霍尔三路信号的组合，s1-6的变换范围为1-7，即001-111。

进一步的技术方案在于：当所述无刷直流电机ab相导通时，电流从a相流进，b相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，所述电机定位到ab磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s1。

进一步的技术方案在于：当所述电机ac相导通时，电流从a相流进，c相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ac磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s2。

进一步的技术方案在于：当所述电机bc相导通时，电流从b相流进，c相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到bc磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s3。

进一步的技术方案在于：当电机ba相导通时，电流从b相流进，a相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ba磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s4。

进一步的技术方案在于：当电机ca相导通时，电流从c相流进，a相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ca磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s5。

进一步的技术方案在于：当电机cb相导通时，电流从c相流进，b相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流，导通时间1s，此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到cb磁场位置，稳定后记录此位置的霍尔信息为s6。

进一步的技术方案在于：所以直流电机正转导通的霍尔相序为s6-s1-s2-s3-s4-s5，反向导通相序为正转相序二进制表示时取反的结果，如果检测到霍尔传感器的三路信号全部为高电平或全部为低电平，则停止识别，报出霍尔信号故障，在识别的过程中如果霍尔信息s1，s2，s3，s4，s5，s6中出现任意两个相等的情况，则认定为识别异常，进行重新识别。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述方法能够准确的识别出无刷直流电机霍尔相序，可有效的防止电机安装的霍尔相序错误，降低了现场调试人员的工作强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述方法中相序两两导通方式原理图；

图2是本发明实施例所述方法中相序识别原理图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

总体的，本发明实施例公开了一种无刷直流电机霍尔相序自动识别方法，包括如下步骤：设定无刷直流电机的导通相序，根据设定的导通相序，采用电流闭环的方式进行控制，无刷直流电机转动过程中记录电机每一个通电相序所对应的电机三路霍尔信息，根据无刷直流电机两两导通方式运行原理计算无刷直流电机霍尔相序。

实施原理：

无刷直流电机的感应反电动势为三相对称的梯形波，其波顶宽为120°。三相无刷直流电机采用120°六拍道通方式控制，转子霍尔位置三路信号组成。每路信号为180度电角度的高电平以及180度电角度的低电平周期性地变化，每路信号两两互差120度电角度，组合成六个循环变化的状态。每个状态导通电机的两相，电机三相六拍导通与转子位置信号的关系如图1所示。

当导通相的顺序为ab-ac-bc-ba-ca-cb电机在转子磁场的作用下转动。为了防止过流，采用电流闭环的方式进行控制，电机转动过程中记录电机每一个通电相序所对应的电机三路霍尔信息，再根据电机三相六拍运行原理计算电机的相序，相序识别原理如图2所示。

让无刷直流电机以步进的方式运行，如图2所示，给定电机相电流iref和反馈电流经过电流调节器输出电压，手动控制导通的相序，在通过电流调节器输出的电压调制pwm波，控制三相逆变器的开关管关段顺序，反馈电流为电机导通相的电流。

给无刷电机导通相的顺序为ab-ac-bc-ba-ca-cb，电机将旋转一个电周期，为了保证检测过程中磁极位置反向。在电机运行至少一个电周期后开始辨识霍尔信号。霍尔信号s1，s2，s3，s4，s5，s6为霍尔三路信号的电平信号，s为霍尔三路信号的组合，s1-6的变换范围为1-7。

循环给无刷电机导通相的顺序为ab-ac-bc-ba-ca-cb：

1、给电机ab相导通，电流从a相流进，b相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ab磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s1.s1的变换范围为1-7。s为霍尔三路信号的组合。

2、给电机ac相导通，电流从a相流进，c相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ac磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s2。

3、给电机bc相导通，电流从b相流进，c相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到bc磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s3。

4、给电机ba相导通，电流从b相流进，a相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ba磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s4。

5、给电机ca相导通，电流从c相流进，a相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到ca磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s5。

6、给电机cb相导通，电流从c相流进，b相流出，控制时以电流闭环控制方式，电流给定为50%的电机额定电流（不限于50%），导通时间1s（时间不限于1s）。此时电机在转子磁场和相电流相互作用下，电机定位到cb磁场位置。稳定后记录此位置的霍尔信息s6

计算电机导通霍尔相序：无刷直流电机两两导通方式运行时，换相时刻为各相磁极的中点位置（保证每次换相时的力矩最大）。所以电机正转导通的霍尔相序为s6-s1-s2-s3-s4-s5。反向导通相序为正转相序二进制表示时取反的结果。如s6的霍尔位置信息为101，取反为010，s6-s1-s2-s3-s4-s5依次取反，得到电机反转霍尔相序。上述辨识过程中电机在低速旋转过程中如检测到霍尔的三路信号全部为高电平或全部为低电平，则停止辨识，报出霍尔信号故障。霍尔信号的检测方式采用控制芯片的捕获端口或普通的输入输出口检测。在辨识过程中如果霍尔信息s1，s2，s3，s4，s5，s6，中出现任意两个相等的情况，则辨识异常，需重新辨识。

综上，所述方法能够准确的识别出无刷直流电机霍尔相序，可有效的防止电机安装的霍尔相序错误，降低了现场调试人员的工作强度。