一種無刷直流電機位置檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及直流電機技術領域，具體涉及一種無刷直流電機位置檢測電路。
【背景技術】
[0002]對直流無刷電機的控制是通過轉子位置信號來切換電機三相繞組的通斷電狀態來實現。因此，對直流無刷電機進行控制時，需要檢測直流無刷電機轉子位置信號，以確定切換電機三相繞組的通斷電狀態的變換時刻。
[0003]CN1286525A號中國發明專利申請公開了名為“一種無位置傳感器無刷直流電動機的轉子位置檢測方法”的發明創造，該專利申請揭示了一種如圖1所示的無位置檢測電路，其具有與電機M連接的檢測電路。其中，直流電源Vcc通過開關電路的輪流導通與截止，使電機M的U，V, W三相輪流與正電源連接、負電源連接或處于懸空狀態。例如，當場開關Kl與K4截止時，電機M的U相處于懸空狀態，此時可以檢測U相反電動勢的過零點，從而檢測轉子位置信號。
[0004]信號采樣電路由電阻Rl，R2, R7, R8, R13, R14以及電容Cl，C3, C5組成，其中電阻R13、R14與電容C5連接在電機M的U相上，電阻R7、R8與電容C3連接在電機M的V相上，電阻Rl，R2與電容Cl連接在電機M的W相上。該檢測電路中，電機M的U，V, W三相的電壓信號中由兩電阻分壓所得，并通過電阻上并聯的電容簡單濾波后送入后續處理電路。
[0005]但是由于信號采樣電路是直接由相電路上取出，電機在運轉時各種雜散信號難以控制，特別是在低速運轉時，干擾信號甚至會大于需采集的有用信號，在實際應用中難以得到推廣。
【發明內容】
[0006]在本發明的目的是提出一種無刷直流電機位置檢測電路，可方便準確的采集無刷直流電機轉子定位信號。
[0007]根據本發明提供的無刷直流電機位置檢測電路，包括無刷直流電機本體，所述無刷直流電機本體包括定子和轉子，所述定子由多相繞組安裝于鐵芯線槽內，其特征在于所述定子的每相繞組均纏繞有對應的耦合線圈，所述耦合線圈星形連接，所述檢測電路包括直流電源以及信號采樣電路，所述信號采樣電路的輸入端與所述耦合線圈連接。
[0008]本發明的原理為:耦合線圈由于感應輸出相電壓變化，由于耦合線圈感應的電壓與無刷直流電機的相電壓幅值成正比，相位一致。將耦合線圈進行星形連接，則等同于無刷直流電機各相的狀態，而且該耦合線圈組成的星形電路與無刷直流電機的相線完全隔離。將位置檢測電路與耦合線圈組成的星形電路連接，則無刷直流電機運轉時產生的干擾對位置檢測完全無影響，從而得到準確的無刷直流電機轉子定位信號。
[0009]進一步的，為了確保耦合線圈感應的電壓與無刷直流電機的相電壓幅值成正比，相位一致，所述每相繞組的耦合線圈的電角度相等。
[0010]具體的說，所述直流電源并聯有三個開關支路，所述開關支路由兩個開關串聯組成，所述無刷直流電機的u、v、w相分別連接所述三個開關支路上兩個開關之間的連線處。通過開關的輪流導通與截止，從而使電機M的U，V, W三相輪流與正電源連接、負電源連接或處于懸空狀態，同時也使得耦合線圈上感應到幅值成比例，相位相同的感應電壓。
[0011]具體的說，所述信號采樣電路包括分壓電阻網絡、電壓比較器和用于采集信號的單片機，所述分壓電阻網絡包括三個分壓電阻支路，所述每個分壓電阻支路包括星形連接的兩個分壓電阻和一個電容，所述每個分壓電阻支路均通過電壓比較器與單片機的輸入端連接。
【附圖說明】
[0012]圖1為現有無刷直流電機位置檢測電路的電路圖。
[0013]圖2為本發明的無刷直流電機位置檢測電路的電路。
【具體實施方式】
[0014]下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
[0015]如圖2，本發明的無刷直流電機位置檢測電路，包括無刷直流電機本體，所述無刷直流電機本體包括定子和轉子，所述定子由多相繞組安裝于鐵芯線槽內，所述定子的U、V、W相繞組均纏繞對應的耦合線圈U’、r、r，耦合線圈U’、v’、w’星形連接，檢測電路包括直流電源以及信號采樣電路，信號采樣電路的輸入端與耦合線圈U’、v’、w’連接。其中，直流電源以及信號采樣電路與現有技術相同，此處不再贅述。
[0016]本發明的原理為:直流電源Vcc提供電機工作能量、開關管Kl，K2,K3, K4, K5,K6組成開關電路，通過開關電路的輪流導通與截止，從而使電機M的U，V, W三相輪流與正電源連接、負電源連接或處于懸空狀態，同時也使得耦合線圈U’、V’、W’上感應到與U，V, W相電壓幅值成比例，相位相同的感應電壓。例如，當場開關管KI與K4截止時，電機M的U相處于懸空狀態，此時可以檢測與U相耦合的線圈U’上反電動勢的過零點，從而檢測轉子位置信號，且U’上感應的電壓與U相在電路上是完全隔離，電機運轉時產生的干擾對后續測試完全無影響，從而得到準確的無刷直流電機轉子定位信號。
【主權項】
1.一種無刷直流電機位置檢測電路，包括無刷直流電機本體，所述無刷直流電機本體包括定子和轉子，所述定子由多相繞組安裝于鐵芯線槽內，其特征在于所述定子的每相繞組均纏繞有對應的耦合線圈，所述耦合線圈星形連接，所述檢測電路包括直流電源以及信號采樣電路，所述信號采樣電路的輸入端與所述耦合線圈連接。2.根據權利要求1所述的無刷直流電機位置檢測電路，其特征在于所述每相繞組的耦合線圈的電角度相等。3.根據權利要求1所述的無刷直流電機位置檢測電路，其特征在于所述直流電源并聯有三個開關支路，所述開關支路由兩個開關串聯組成，所述無刷直流電機的U、V、W相分別連接所述三個開關支路上兩個開關之間的連線處。4.根據權利要求3所述的無刷直流電機位置檢測電路，其特征在于所述直流電源通過所述開關支路上的開關的輪流導通和截止，可使無刷直流電機的U、V、W三相輪流處于與正電源連接、與負電源連接、以及處于懸空三種狀態。5.根據權利要求1所述的無刷直流電機位置檢測電路，其特征在于所述信號采樣電路包括分壓電阻網絡、電壓比較器和用于采集信號的單片機，所述分壓電阻網絡包括三個分壓電阻支路，所述每個分壓電阻支路包括星形連接的兩個分壓電阻和一個電容，所述每個分壓電阻支路均通過電壓比較器與單片機的輸入端連接。
【專利摘要】本發明提供一種無刷直流電機位置檢測電路，可方便準確的采集無刷直流電機轉子定位信號。該檢測電路包括無刷直流電機本體，無刷直流電機本體包括定子和轉子，定子由多相繞組安裝于鐵芯線槽內，定子的每相繞組均纏繞有對應的耦合線圈，耦合線圈星形連接，檢測電路包括直流電源以及信號采樣電路，信號采樣電路的輸入端與耦合線圈連接。本發明的原理為：耦合線圈由于感應輸出相電壓變化，由于耦合線圈感應的電壓與無刷直流電機的相電壓幅值成正比，相位一致。將耦合線圈進行星形連接，則等同于無刷直流電機各相的狀態，而且該耦合線圈組成的星形電路與無刷直流電機的相線完全隔離，從而隔離無刷直流電機運轉時產生的干擾。
【IPC分類】H02P6/185
【公開號】CN105529965
【申請號】CN201610034806
【發明人】張紹山, 張紹勇
【申請人】奇瑞汽車股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月19日