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一种电机驱动的多模控制器及应用方法.pdf

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一种 电机 驱动 控制器 应用 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910041213

申请日:

20190116

公开号:

CN109546897A

公开日:

20190329

当前法律状态:

实质审查的生效

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效
IPC分类号: H02P6/00;H02P6/16;B60L15/00 主分类号: H02P6/00;H02P6/16;B60L15/00
申请人: 江苏租八戒智能科技有限公司
发明人: 邓克建
地址: 214000 江苏省无锡市滨湖区缘溪道27号(东大蓝鸟科技园)写字楼2号楼
优先权:
专利代理机构: 代理人:
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910041213

授权公告号:

法律状态公告日:

20190423

法律状态类?#20572;?/td>

实质审查的生效

摘要

本发明公开了一种电机驱动的多模控制器,属于各类直流无刷电机和永磁同步电机的驱动的技术领域,旨在提供一种可通过手动转换、自动转换和智能终端等方式转换多种工作模式的多模控制器,其技术方案要点是包括主控芯片、功率驱动模块、霍尔位置信号处理模块、等效位置信号处理模块、控制器和电池,所述主控芯片控制连接功率驱动模块、等效位置信号处理模块和控制器,控制器另外连接到霍尔位置信号处理模块;所述控制器可将工作模式转换成霍尔、缺霍尔或无霍尔工作模式。通过控制器的设置,能够根据霍尔传感器的损坏数量,自动调整控制器的工作模式,延长电机的使用寿命,增强用户体验。

权利要求书

1.一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:包括主控芯片(6)、功率驱动模块(3)、霍尔位置信号处理模块(2)、等效位置信号处理模块(4)、控制器(5)和电池(7), 所述主控芯片(6)控制连接功率驱动模块(3)、等效位置信号处理模块(4)和控制器(5),控制器(5)另外连接到霍尔位置信号处理模块(2); 所述霍尔位置信号处理模块(2)和等效位置信号处理模块(4)分别有反馈信号连接至主控芯片(6),同时霍尔位置信号处理模块(2)和等效位置信号处理模块(4)各自有三路信号连接至外部的电机(1),功率驱动模块(3)有三路信号与电机(1)相线连接; 所述控制器(5)可将工作模式转换成霍尔、缺霍尔或无霍尔工作模式。 2.根据权利要求1所述的一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:所述等效位置信号处理模块(4)与电机(1)连接的三路线是连接到电机(1)的相线上的模拟信号线。 3.根据权利要求1或2所述的一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:所述控制器(5)包括?#25910;?#26816;测模块(51)和工作模式自动转换模块(52),当?#25910;?#26816;测模块(51)检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块(52)将工作模式转换到缺霍尔工作模式; 当?#25910;?#26816;测模块(51)检测到两个以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块(52)将工作模式转换到无霍尔工作模式。 4.根据权利要求3所述的一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:所述控制器(5)包括无线传输模块(53),无线传输模块(53)与智能终端无线通讯,无线传输模块(53)将工作模式传输给智能终端。 5.根据权利要求4所述的一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:所述控制器(5)还包括控制面板(54)和手动切换模块(55),当有霍尔传感器损坏时可在控制面板(54)上显示,手动切换模块(55)可将工作模式转换成霍尔或缺霍尔或无霍尔工作模式下。 6.根据权利要求5所述的一种电机驱动的多模控制器,其特征在于:所述控制器(5)还包括DC-DC转换模块,DC-DC转换模块用于将电池(7)的输入电压转成控制器(5)的工作电压。 7.一种如权利要求6中所述的电机驱动的多模控制器的应用方法,其特征在于:具体步骤如下: 当?#25910;?#26816;测模块(51)检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块(52)将工作模式转换到缺霍尔工作模式; 当?#25910;?#26816;测模块(51)检测到两个及以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块(52)将工作模式转换到无霍尔工作模式。 8.根据权利要求7所述的一种电机驱动的多模控制器的应用方法,其特征在于:当?#25910;?#26816;测模块(51)检测霍尔传感器损坏时,通过无线传输模块(53)通过智能终端发送提示信息,用户可根据提示信息通过智能终端切换控制器(5)工作模式。

说明书


一种电机驱动的多模控制器及应用方法
技术领域


本发明涉及各类直流无刷电机和永磁同步电机的驱动的技术领域,特别涉及一种
电机驱动的多模控制器及应用方法。


背景技术


电动车作为一种绿色交通工具,零排放、无污染,符合国家节能环保的发展战略,
越来越为普通老百姓所接受。由于无刷电机的安全性能远远胜于有刷电机,所以在各种以
直流电动机作为动力的电动车中,尤以无刷直流电机为主。


目前电动车用无刷直流电机控制器主要有两种:一种是整车厂主推的霍尔位置传
感的有霍尔控制模式,这种模式控制器与电机的匹配性好,电机运行时噪音小、平稳性好、
启动力矩大。但是只要电机的霍尔损坏,整车就无法骑行,而其中娇嫩的霍尔器件在强烈的
交变磁场、颠沛的工作环境中及波动的供电电压下工作是极易损坏的,引起电机发生?#25910;?br>后电动车无法骑行,给用户的工作和生活带来诸多不便。同时对厂商而言,电机、控制器直
至整车的使用寿命较短。另一种是无霍尔控制器,主要在维修市场为了给五花八门的电机
配套以实现快速的服务时采用,这种模式控制器配套方便,但性能逊色,启动时会产生抖
动,并且在特别大的负载下启动有可能需要助力。


公告号为CN201369701Y的中国专利公开了一种双传感自适应无刷电机控制器,包
括主控芯片、功率驱动模块、霍尔位置信号处理模块、等效位置信号处理模块和弱信号电源
组成,主控芯片控制连接功率驱动模块、等效位置信号处理模块和弱信号电源,电源另外连
接到霍尔位置信号处理模块?#25442;?#23572;位置信号处理模块和等效位置信号处理模块分别有反馈
信号连接至主控芯片,并?#19968;?#21508;自有三路数字传感信号连接至外部的电机,功率驱动模块
有三条信号线连接到电机的相线上。


这种双传感自适应无刷电机控制器在霍尔和缺一个霍尔的组合模式(亦有称缺相
自修复的),运行基本平稳,但当两个以上霍尔?#25910;鮮本?#26080;法工作了;此外,有霍尔和无霍尔
模式组合,一旦霍尔有损坏,要求用户手动切换直接进入无霍尔,用户对产品的使用体验就
非常勉强了。


发明内容


本发明的第一目的是提供一种电机驱动的多模控制器,具有通过手动转换、自动
转换和智能终端等方式将控制器转换成多种工作模式的优点。


本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:


一种电机驱动的多模控制器,包括主控芯片、功率驱动模块、霍尔位置信号处理模块、
等效位置信号处理模块、控制器和电池,


所述主控芯片控制连接功率驱动模块、等效位置信号处理模块和控制器,控制器另外
连接到霍尔位置信号处理模块;


所述霍尔位置信号处理模块和等效位置信号处理模块分别有反馈信号连接至主控芯
片,同时霍尔位置信号处理模块和等效位置信号处理模块各自有三路信号连接至外部的电
机,功率驱动模块有三路信号与电机相线连接;


所述控制器可将工作模式转换成霍尔、缺霍尔或无霍尔工作模式。


通过采用上述技术方案,当控制器检测到一个霍尔传感器损坏时,控制器可将工
作模式转换成缺霍尔工作模式?#22351;?#25511;制器检测到两个及以上霍尔传感器损坏时,控制器将
工作模式转换成无霍尔工作模式,电机的生命周期得以延长。


进一步的,所述等效位置信号处理模块与电机连接的三路线是连接到电机的相线
上的模拟信号线。


通过采用上述技术方案,减少线材的使用。


进一步的,所述控制器包括?#25910;?#26816;测模块和工作模式自动转换模块,当?#25910;?#26816;测
模块检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块将工作模式转换到缺霍尔工作
模式;


当?#25910;?#26816;测模块检测到两个以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块将工作模
式转换到无霍尔工作模式。


通过采用上述技术方案,?#25910;?#26816;测模块检测到霍尔传感器的损坏数量,根据霍尔
传感器的损坏数量,通过工作模式自动转换模块将工作模式转换到无霍尔工作模式或缺霍
尔工作模式。


进一步的,所述控制器包括无线传输模块,无线传输模块与智能终端无线通讯,无
线传输模块将工作模式传输给智能终端。


通过采用上述技术方案,无线传输模块可将控制器的工作模式和霍尔传感器的损
坏数量传输给智能终端,使得用户实时?#31169;?#25511;制器的工作模式和健康情况,增强用户对产
品的使用体验。


进一步的,所述控制器还包括控制面板和手动切换模块,当有霍尔传感器损坏时
可在控制面板上显示,手动切换模块可将工作模式转换成霍尔或缺霍尔或无霍尔工作模式
下。


通过采用上述技术方案,通过设置手动切换模块,用户可根据具体情况对工作模
式进?#26800;?#25972;。


进一步的,所述控制器还包括DC-DC转换模块,DC-DC转换模块用于将电池的输入
电压转成控制器的工作电压。


通过采用上述技术方案,DC-DC转换模块将高电压转换成控制器的工作电压。


本发明的第二目的是提供一种上述电机驱动的多模控制器的应用方法,具有自动
转换多种工作模式的优点。


本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:


一种如上述电机驱动的多模控制器的应用方法,具体步骤如下:


当?#25910;?#26816;测模块检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块将工作模式转
换到缺霍尔工作模式;


当?#25910;?#26816;测模块检测到两个及以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块将工作
模式转换到无霍尔工作模式。


通过采用上述技术方案,大部分电机在使用一段时间后可能只有一个霍尔损坏,
控制器可以自动检测该?#25910;希?#24182;切换到缺霍尔模式工作,使得电机仍然可以像三个霍尔都
完好时那样,正常启动和运行;其中也有要告知用户的,缺霍尔状态可以指示出来并由用户
选择转换?#22351;?#30005;机三个霍尔中损坏两个以上,或霍尔电源损坏时,控制器自动检测该?#25910;希?br>并自动或手动切换到无霍尔模式运行,电机的生命周期得以延长。


进一步的,当?#25910;?#26816;测模块检测霍尔传感器损坏时,通过无线传输模块通过智能
终端发送提示信息,用户可根据提示信息通过智能终端切换控制器工作模式。


通过采用上述技术方案,无线传输模块实时向智能终端传输控制器的工作模式和
霍尔传感器的健康情况,用户再通过智能终端切换控制工作模式。


综上所述,本发明具有以下有益效果:


1.通过控制器的设置,能够根据霍尔传感器的损坏数量,自动调整控制器的工作模式,
延长电机的使用寿命,增强用户体验;


2. 本申请可通过手动转换或自动转换或智能终端控制的方式转换控制器的工作模
式,增强用户体验,同?#24065;?#20351;得控制方式更加稳定和全面。


附图说明


图1是实施例1中多模控制器的系统框图;


图2是实施例1中控制器的系统框图。


图中,1、电机;2、霍尔位置信号处理模块;3、功率驱动模块;4、等效位置信号处理
模块;5、控制器;51、?#25910;?#26816;测模块;52、工作模式自动转换模块;53、无线传输模块;54、控制
面板;55、手动切换模块;6、主控芯片;7、电池;8、调速?#36873;?br>

具体实施方式


以下结合附图对本发明作进一步详细说明。


其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词
语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和
“外”分别指的是朝向或远离特定部件?#36127;?#20013;心的方向。


实施例1:一种电机驱动的多模控制器,如图1所示,包括主控芯片6、功率驱动模块
3、霍尔位置信号处理模块2、等效位置信号处理模块4、控制器5和电池7,控制器5包括DC-DC
转换模块,DC-DC转换模块将DC-DC转换模块将高电压转换成控制器5、主控芯片6和霍尔位
置信号处理模块2供电。


主控芯片6控制连接功率驱动模块3、等效位置信号处理模块4和控制器5,控制器5
另外连接到霍尔位置信号处理模块2。霍尔位置信号处理模块2和等效位置信号处理模块4
分别有反馈信号连接至主控芯片6,同时霍尔位置信号处理模块2和等效位置信号处理模块
4各自有三路信号连接至外部的电机1,功率驱动模块3有三路信号与电机1相线连接。控制
器5可将工作模式转换成霍尔、缺霍尔或无霍尔工作模式。等效位置信号处理模块4与电机1
连接的三路线是连接到电机1的相线上的模拟信号线。当控制器5检测到一个霍尔传感器损
坏时,控制器5可将工作模式自动转换成缺霍尔工作模式?#22351;?#25511;制器5检测到两个及以上霍
尔传感器损坏时,控制器5将工作模式转换成无霍尔工作模式,电机1的生命周期得以延长。


如图2所示,控制器5包括?#25910;?#26816;测模块51和工作模式自动转换模块52,当?#25910;?#26816;
测模块51检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块52将工作模式转换到缺霍
尔工作模式?#22351;憊收?#26816;测模块51检测到两个以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模
块52将工作模式转换到无霍尔工作模式。?#25910;?#26816;测模块51检测到霍尔传感器的损坏数量,
根据霍尔传感器的损坏数量,通过工作模式自动转换模块52将工作模式转换到无霍尔工作
模式或缺霍尔工作模式。


如图2所示,控制器5包括无线传输模块53,无线传输模块53与智能终端无线通讯,
无线传输模块53将工作模式传输给智能终端。无线传输模块53可将控制器5的工作模式和
霍尔传感器的损坏数量传输给智能终端,使得用户实时?#31169;?#25511;制器5的工作模式和健康情
况,增强用户对产品的使用体验。


如图2所示,控制器5还包括控制面板54和手动切换模块55,当有霍尔传感器损坏
时可在控制面板54上显示,手动切换模块55可将工作模式转换成霍尔或缺霍尔或无霍尔工
作模式下。通过设置手动切换模块55,用户可根据具体情况对工作模式进?#26800;?#25972;。


工作原理:只要调速把8被拧转,并?#19968;?#23572;位置信号处理模块2通过与电机1连接的
三路信号线检测霍尔器件无?#25910;希?#37027;么本控制器5就在有霍尔模式下工作;如果不能正常从
零启动引起堵转,则通过等效位置信号处理模块4监视电机1的状态自动选用无霍尔模式工
作。等电机1被助力启动正常转动后,如果反馈回到霍尔位置信号处理模块2的信号显示霍
尔器件实际上没有损坏,则本控制器5?#21482;?#22312;调速把8归零后切换回有霍尔模式;


当监视到1个霍尔器件有?#25910;?#26102;,控制器5在缺霍尔模式下工作,工作模式自动转换模
块52将工作模式转换到缺霍尔工作模式,使得电机1仍然可以像三个霍尔都完好时那样,正
常启动和运行;


当监视到2~3个霍尔器件有?#25910;?#26102;控制器5也能长期在无霍尔模式下工作,电机1的三
个霍尔中损坏两个以上,或霍尔电源损坏时,控制器5自动检测该?#25910;希?#24182;自动或手动切换
到无霍尔模式运行,或者停止工作,此?#26412;?#19981;再回到缺霍尔工作模式或者有霍尔的工作模
式,电机1的生命周期得以延长;


当设备出现?#25910;?#26080;法运行时,1~3个霍尔器件损坏后,电机1此时停止工作。


实施例2:一种如上述的电机驱动的多模控制器的应用方法,如图1和2所示,具体
步骤如下:


当?#25910;?#26816;测模块51检测到一个霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块52将工作模
式转换到缺霍尔工作模式。


当?#25910;?#26816;测模块51检测到两个及以上霍尔传感器损坏时,工作模式自动转换模块
52将工作模式转换到有霍尔工作模式。


当?#25910;?#26816;测模块51检测霍尔传感器损坏时,通过无线传输模块53通过智能终端发
送提示信息,用户可根据提示信息通过智能终端切换控制器5工作模式。


本具体实施例仅仅是对本发明的解?#20572;?#20854;并不是对本发明的限制,本领域技术人
员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修?#27169;?#20294;只要在本
发明的权利要求?#27573;?#20869;都受到专利法的保护。


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