專利名稱：無刷直流電機位置檢測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無刷直流電機控制技術領域，特別涉及一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)。
背景技術：
永磁無刷直流電動機以其結(jié)構簡單、運行可靠、效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點，使其在計算機外圍設備、辦公自動化設備、家電、汽車、醫(yī)療設備等領域具有廣闊的應用前景。隨著工業(yè)控制對系統(tǒng)的精度、響應速度以及穩(wěn)定性能等要求的提高，使·得設計結(jié)構簡單、穩(wěn)定性好和可靠性高的電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)在電機控制中變得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)由微處理器、無刷直流電機、霍爾傳感器及信號采集電路組成，微處理器和信號采集電路相連接，信號采集電路的輸入和霍爾傳感器連接、輸出和微處理器相連接，霍爾傳感器固定在無刷直流電機轉(zhuǎn)子上。當系統(tǒng)上電時，霍爾元件根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置變化輸出高低電平，信號采集電路采集霍爾傳感器信號經(jīng)過信號調(diào)理后給微處理器，微處理器根據(jù)高低電平信號判斷電機轉(zhuǎn)子位置，調(diào)用內(nèi)部程序輸出正確的驅(qū)動信號，使電機開始動作。隨之電機轉(zhuǎn)角的變化，霍爾元件的輸出也發(fā)生變化，主控芯片根據(jù)霍爾元件的高低電平來確定IGBT的導通順序，使電機持續(xù)運動。本發(fā)明的優(yōu)點該無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)結(jié)構簡單、穩(wěn)定性好和可靠性聞。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)框 圖2為本發(fā)明信號采集電路 圖3為本發(fā)明霍爾傳感器輸出特性；
圖4為本發(fā)明專利軟件流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的詳細結(jié)構結(jié)合實施例加以說明。該發(fā)明系統(tǒng)框圖如圖I所示，微控制器選取型號TMS320F2407A、光耦選擇TLP521，霍爾傳感器選擇SS41F。該無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)由微處理器TMS320F2407A、無刷直流電機、霍爾傳感器SS41F及信號采集電路組成，信號采集電路的輸入端口和霍爾傳感器輸出端連接、輸出和微處理器的CAPl CAP3端口相連接，霍爾傳感器固定在無刷直流電機轉(zhuǎn)子上。當系統(tǒng)上電時，霍爾元件根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置變化輸出高低電平，信號采集電路采集霍爾傳感器信號經(jīng)過信號調(diào)理后給微處理器，微處理器根據(jù)高低電平信號判斷電機轉(zhuǎn)子位置，調(diào)用內(nèi)部程序輸出正確的驅(qū)動信號，使電機開始動作。隨之電機轉(zhuǎn)角的變化，霍爾元件的輸出也發(fā)生變化，主控芯片根據(jù)霍爾元件的高低電平來確定IGBT的導通順序，使電機持續(xù)運動。由三相無刷直流電機的控制原理可知，為了保證得到恒定的最大轉(zhuǎn)矩，就必須要不斷地對其進行換相，掌握好恰當?shù)負Q相時間，可以減小轉(zhuǎn)矩的波動?？刂破鞯奈恢眯盘柌蓸邮峭ㄟ^電機本身自帶的霍爾傳感器來檢測的，由于霍爾傳感器是集電極開路輸出，其輸出信號經(jīng)過上拉電阻得出位置方波信號，再經(jīng)過光耦隔離輸出到TMS 320F2407A的EVA模塊的CAPl CAP3進行位置信號的捕捉。因為DSP的I/O 口輸入輸出都是3. 3V，所以，輸入到CAPl CAP3的電機霍爾位置傳感器信號也必須是3. 3V。通過高速光電隔離器件TLP521(速度可達IMbit/s)將三路5V霍爾信號轉(zhuǎn)化為3. 3V信號，同時實現(xiàn)霍爾元件與TMS320F2407A之間的電氣隔離，電路如圖2所示
但是只有換相時刻還不能正確換相，還需要知道應該換哪一相。通過將DSP的捕捉口CAPl CAP3設置為I/O 口，并檢測該口的電平狀態(tài)，就可以知道哪一個霍爾傳感器的什么沿觸發(fā)的捕捉中斷。將捕捉口的電平狀態(tài)稱為換相控制字，換相控制字與換相的對應關系見表1，在捕捉中斷處理子程序中，根據(jù)換相控制字查表得到換相信息，然后將比較方式控制器寄存器ACTRA設置成相對應的狀態(tài)，如表I就能夠?qū)崿F(xiàn)電機的正確換相。表I換相控制字與換相的對應關系
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在每個換相時刻都要對電機霍爾元件進行檢測，通過讀VirtualTimer變量的值來獲得兩次換相的時間間隔，由計算得到當前速度值。同時，檢測三個捕捉口電平，判斷轉(zhuǎn)子當前位置，查狀態(tài)表I獲得換相控制字，更新比較方式控制寄存器ACTRA為對應的狀態(tài)表中的值，系統(tǒng)輸出相應的PWM信號控制三相逆變橋中的功率管的導通和截止，實現(xiàn)電機的準確換相。程序流程圖如圖4所示，該程序的具體執(zhí)行步驟如下所示
I)開始；2)捕獲口檢測到上升或下降沿跳變；
3)進行速度計算；
4)切換成GPTO模式檢測捕獲口電平；
5)獲得換相控制字；
6)改變ACTRA寄存器的值進行換相；
7)恢復捕獲功能；
8)程序結(jié)束。
權利要求
1.一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，其特征在于由微處理器、無刷直流電機、霍爾傳感器及信號采集電路組成，微處理器和信號采集電路相連接，信號采集電路的輸入和霍爾傳感器連接、輸出和微處理器相連接，霍爾傳感器固定在無刷直流電機轉(zhuǎn)子上。
全文摘要
一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，屬于無刷直流電機控制技術領域。無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)由微處理器、無刷直流電機、霍爾傳感器及信號采集電路組成，微處理器和信號采集電路相連接，信號采集電路的輸入和霍爾傳感器連接、輸出和微處理器相連接，霍爾傳感器固定在無刷直流電機轉(zhuǎn)子上。本發(fā)明的優(yōu)點該無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)結(jié)構簡單、穩(wěn)定性好和可靠性高。
文檔編號H02P6/16GK102916635SQ201210467278
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日
發(fā)明者李翠, 王淳 申請人:沈陽洪達信息科技有限公司