[发明专利]单相无刷直流电机无霍尔控制方法及其单相无刷直流电机

说明书

本发明公开了一种单相无刷直流电机无霍尔控制方法及其单相无刷直流电机，预先确定转子初始位置，然后向所述单相无刷直流电机注入用于驱动转子旋转的电压，通过观测器实时估算转子角度theta，基于该转子角度theta控制所述单相无刷直流电机驱动运行；本发明由于节省了霍尔传感器件的使用，避免了霍尔传感器件的安装过程，不仅节省了硬件成本，同时有效降低了对电机生产工艺的要求，进一步降低了生产成本，明显改善了单相无刷直流电机的性能。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体涉及一种单相无刷直流电机无霍尔控制方法，本发明还涉及该无霍尔控制方法应用的单相无刷直流电机。

背景技术

单相无刷直流电机因其具有结构简单，成本低，广泛应用于小功率风机、水泵等领域。单相无刷直流电机在工作时，通常需要控制器来对电机的运行过程进行控制，其中，控制器需要设置霍尔传感器来用于检测电机永磁转子的位置，控制器根据检测获取的转子位置霍尔信号来控制向电机输出的相应电压，进而实现对电机的控制运转。

然而由于霍尔传感器的使用增加了控制系统的成本，而且由于霍尔传感器的安装误差会影响电机的运行性能，因此对于电机的生产工艺的要求较高，此外，霍尔信号存在延迟也会影响电机的高速运行性能。

为了实现对单相无刷直流电机的无霍尔控制，公开号为CN106026805A的发明专利公开了一种单相无传感器无刷直流电机控制系统，包括：分别与电机的两相线相连接的H桥控制电路，该H桥控制电路的输出端与电流传感器相接；电流传感器与主控制器相接，该主控制器上分别设有用于驱动H桥控制电路的第一、第二驱动电路，电机的两相线均与反电动势采样电路相连接，所述反电动势采样电路用于对单相无刷电机上的反电动势比较信号进行采集，并将该反电动势比较信号输送至主控制器中；所述主控制对第一驱动电路和第二驱动电路的开合状态进行控制；该方案同样存在控制器元件复杂，控制过程复杂，对于系统成本并没有实际改善。

因此，本申请人希望寻求新的技术方案对以上技术问题进行改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种单相无刷直流电机无霍尔控制方法及其单相无刷直流电机，由于节省了霍尔传感器件的使用，避免了霍尔传感器件的安装过程，不仅节省了硬件成本，同时有效降低了对电机生产工艺的要求，进一步降低了生产成本，明显改善了单相无刷直流电机的性能。

本发明采用的技术方案如下：

一种单相无刷直流电机的无霍尔控制方法，所述单相无刷直流电机包括定子和转子，所述单相无刷直流电机中定子和转子之间的气隙不均匀，确保当电机处于未通电的自由状态时，所述转子的两个磁极分别位于确定的第一最小磁阻位置点和第二最小磁阻位置点；

所述无霍尔控制方法包括：预先确定转子初始位置，然后向所述单相无刷直流电机注入用于驱动转子旋转的电压，通过观测器实时估算转子角度theta，基于该转子角度theta控制所述单相无刷直流电机驱动运行；

其中，预先确定转子初始位置的步骤包括：

A10)、向定子绕组注入可形成瞬间定子定向磁场的电压；

A20)、在该瞬间定子定向磁场的作用下驱动所述转子按一定方向进行旋转，使得所述转子的两个磁极旋转至与该定子定向磁场吸合对应的定向位置；

A30)、停止电压注入，在电机的齿槽转矩作用下驱动所述转子按与所述步骤A20中相反的旋转方向进行旋转，使得所述转子的两个磁极分别返回与其对应相邻的最小磁阻位置点；

A40)、完成对所述转子初始位置的预先确定。

优选地，在所述步骤A10)中，向定子绕组注入可形成瞬间定子定向磁场的负向电压，其中，定子定向磁场的N极磁场位于上方，其S极磁场位于下方。