[发明专利]一种电机转子角度预测装置及其预测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机转子角度预测装置及其预测方法。

背景技术

传统的预测电机转子角度的方法是通过编码盘来实现的，最常见的圆盘式光学编码器属于绝对值角度编码器，它是利用数字编码的方式来表示从原点起的变位量，亦即在刻度尺刻上尺度记号，当副尺停止移动后，用读取符号测订刻度的位置，从而实现对电机转子角度的检测。现有技术虽然具有读取坐标值、计数不会产生累积误差，旋转时不必考虑侦测器及电路的响应时间，可靠性高，不会受到中断干扰的影响的优点，但是，也存在测量精度不可调节、安装复杂、成本高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实时预测电机转子角度的装置，以及使用该装置预测电机转子角度的方法。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：一种电机转子角度预测装置，包括霍尔传感器和微控制单元；所述霍尔传感器与微控制单元电连接；所述霍尔传感器设有多个，且均匀设置在电机转子的四周；所述微控制单元内设有计数装置。

所述霍尔传感器设有三个。

一种电机转子角度预测方法，采用前述电机转子角度预测装置，预测方法包括以下步骤：

①根据电机霍尔传感器的安装位置预先设定霍尔信号的不同组合方式所表示的电机转子的所在区间；

②根据步骤①所得的转子所在区间建立一个存放电机转子角度值的二维数组；所述二维数组的其中一个维数根据霍尔传感器可见信号的种类确定，数组的另一维数M根据所需角度的精度要求确定；

③霍尔信号变动时产生一个中断信号通知微控制单元，此时微控制单元的计数装置记录一个计数值N60来配合中断信号，然后计数装置清零，当需要计算当前转子角度时，读取当前计数器的值Nc；

④微控制单元根据霍尔信号值确定需检测的转子当前的角度值对应的二维数组中的一个坐标值x；

⑤微控制单元根据当前计数装置的计数值Nc、最近中断时记录的计数值N60和二维数组的维数M计算出需检测的转子当前的角度值对应的二维数组中的另一个坐标值y；

⑥根据坐标值x和y在二维数组中查找转子当前的角度信息。

所述步骤①中设定霍尔信号的不同组合方式的具体方法为：三个霍尔传感器将整个电机转子所在的圆2划分为六个区间，每个区间对应一个霍尔信号的组合方式。

所述步骤⑤中计算坐标值y的公式为：转子逆时针旋转时y＝Nc×M/N60，转子顺时针旋转时y＝M-Nc×M/N60。

采用了上述技术方案后，本发明具有积极的效果：

(1)本发明可以实时计算当前的电机转子角度，为电机控制算法提供了一个优异的电机转子角度解决方案，适用于电机控制器和电机状态检测，提高电机控制器的效率和保证电机运转的稳定性，具有成本低、实时性强和精度可调的优点。

(2)本发明的微控制单元的计算速度快，因此使得本发明适用于高速旋转的电机。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的三个霍尔传感器将电机转子所在的圆划分为六个区间的示意图。

附图中的标号为：

霍尔传感器1、电机转子所在的圆2。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例包括霍尔传感器1和微控制单元。

霍尔传感器1与微控制单元电连接；所述霍尔传感器1设有三个，且均匀设置在电机转子的四周；所述微控制单元内设有计数装置。

采用该电机转子角度预测装置预测电机转子角度的方法包括以下步骤：

①根据电机霍尔传感器1的安装位置预先设定霍尔信号的不同组合方式所表示的电机转子的所在区间，具体为：三个霍尔传感器1将整个电机转子所在的圆2划分为六个区间，每个区间对应一个霍尔信号的组合方式。

②根据步骤①所得的转子所在区间建立一个存放电机转子角度值的二维数组；所述二维数组的其中一个维数根据霍尔传感器1可见信号的种类确定，数组的另一维数M根据所需角度的精度要求确定。

③霍尔信号变动时产生一个中断信号通知微控制单元，此时微控制单元的计数装置记录一个计数值N60来配合中断信号，然后计数装置清零，当需要计算当前转子角度时，读取当前计数器的值Nc。

④微控制单元根据霍尔信号值确定需检测的转子当前的角度值对应的二维数组中的一个坐标值x。