一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机技术

本发明专利技术公开了一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机，方法包括：对电机进行预定位，以确定电机转子的初始位置；输出脉宽调制信号控制电机阶段式加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平信号以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转。本发明专利技术在电机预定位后，采用脉宽调制信号控制电机加速启动以快速检测到反电动势以及过零点，当过零点达到过零点次数阈值后，则将电机的驱动信号脉宽调制信号调整为固定时长的高电平信号，使得单片机检测到的反电动势是一个连续不断的信号，从而保证了单片机采样结果的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及的是一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机。

技术介绍

[0002]随着直流无刷电机的应用市场需求不断扩大，直流无刷电机的优异性能、可靠性，在家居家电、自动化工具、工业控制等领域发光发热。在直流无刷电机的无感方波控制系统中，通过对电机三相反电动势进行采样检测，然后判断过零点来换相，从而达到控制电机旋转的目的，一般方案中，有采用硬件比较器或者模数转换模块(Analog
‑
to
‑
Digital Converter，ADC)采样的方式对电机反电动势进行比较，以此来判断过零点。
[0003]硬件比较器方案中需要很多个硬件比较器，这种方式增加了硬件成本，且需要针对不同应用的硬件电路做适配，方案适配性不好，不够通用。
[0004]ADC采样反电动势，用软件算法来比较的方法，不受限于电机和电路，比较灵活，反电动势波形可以看成是一个PWM波形，在当前的单片机(Micro Control Unit，MCU)中，ADC只能在PWM波形的高电平部分或者低电平部分去采样，而PWM波形会随着电机速度的变换而变化，当电机高速转动时，反电动势波形的采样范围就会变得很窄，使得ADC采样误差变大，导致电机转动发生激烈的脉动，甚至停止转动。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机，以解决采用单片机采样电机反电动势存在采样误差所导致的电机转动发生激烈的脉动甚至停止转动的问题。
[0007]本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种直流无刷电机旋转控制方法，其包括：
[0009]对电机进行预定位，以确定电机转子的初始位置；
[0010]输出脉宽调制信号控制电机阶段式加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；
[0011]当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平信号以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转。
[0012]本专利技术的进一步设置，所述输出脉宽调制信号控制电机加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数的步骤包括：
[0013]根据目标速度值输出脉宽调制信号控制电机以第1阶段速度转动，以检测第一个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；
[0014]通过调节脉宽调制信号的占空比使电机以第2阶段加速转动，以检测第二个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；
[0015]通过调节脉宽调制信号的占空比使电机以第n阶段加速转动，以检测第n个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数。
[0016]本专利技术的进一步设置，所述当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转的步骤包括：
[0017]对过零点的次数进行检测；
[0018]判断过零点的次数与过零点次数阈值的大小；
[0019]当检测到电机的转速达到速度收敛值，且检测到过零点的次数达到过零点次数阈值，将电机的驱动信号切换为固定时长的高电平信号；
[0020]对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转。
[0021]本专利技术的进一步设置，所述输出脉宽调制信号控制电机阶段式加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数的步骤还包括：
[0022]判断是否能检测到反电动势，若预设时间内没有检测到反电动势，则报警并控制电机停止转动。
[0023]本专利技术的进一步设置，所述当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平信号以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转的步骤还包括：
[0024]若检测到过零点的次数达到过零点次数阈值后，电机的驱动信号没有切换为固定时长的高电平信号，则报警并控制电机停止转动。
[0025]本专利技术的进一步设置，所述直流无刷电机旋转控制方法还包括步骤：
[0026]预先设置所述过零点次数阈值。
[0027]本专利技术的进一步设置，所述过零点次数阈值大于等于2。
[0028]本专利技术的进一步设置，所述直流无刷电机旋转控制方法还包括：
[0029]根据目标速度值预先设置电机的速度收敛值。
[0030]本专利技术的进一步设置，电机在加速启动时，所述脉宽调制信号的占空比呈线性趋势增加。
[0031]基于同样的专利技术构思，本专利技术还提供了一种单片机，其包括处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。
[0032]本专利技术所提供的一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机，方法包括：对电机进行预定位，以确定电机转子的初始位置；输出脉宽调制信号控制电机阶段式加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平信号以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转。本专利技术在电机预定位后，采用脉宽调制信号控制电机加速启动以快速检测到反电动势以及过零点，当过零点达到过零点次数阈值后，则将电机的驱动信号脉宽调制信号调整为固定时长的高电平信号，使得单片机检测到的反电动势是一个连续不断的信号，从而保证了单片机采样结果的准确性，防止单片机采样电机反电动势存在采样误差所导致的电机转动发生激烈的脉动甚至停止转动的问题。
附图说明
[0033]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0034]图1是传统电机启动过程的示意图。
[0035]图2是本专利技术中直流无刷电机旋转控制方法的流程示意图。
[0036]图3是本专利技术中直流无刷电机旋转控制方法控制电机旋转的控制示意图。
[0037]图4是本专利技术一个实施例中控制电机旋转的具体控制流程示意图。
具体实施方式
[0038]本专利技术提供一种直流无刷电机旋转控制方法及单片机，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0039]在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0040]应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷电机旋转控制方法，其特征在于，包括：对电机进行预定位，以确定电机转子的初始位置；输出脉宽调制信号控制电机阶段式加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平信号以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转。2.根据权利要求1所述的直流无刷电机旋转控制方法，其特征在于，所述输出脉宽调制信号控制电机加速转动，以检测反电动势和过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数的步骤包括：根据目标速度值输出脉宽调制信号控制电机以第1阶段速度转动，以检测第一个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；通过调节脉宽调制信号的占空比使电机以第2阶段加速转动，以检测第二个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数；通过调节脉宽调制信号的占空比使电机以第n阶段加速转动，以检测第n个过零点，并对检测到的过零点的次数进行计数。3.根据权利要求1所述的直流无刷电机旋转控制方法，其特征在于，所述当检测到的过零点的次数达到过零点次数阈值后，输出固定时长的高电平以驱动电机转动，并对电机的反电动势进行采样，以控制电机旋转的步骤包括：对过零点的次数进行检测；判断过零点的次数与过零点次数阈值的大小；当检测到电机的转速达到速度收敛值，且检测到过零点的次数达到过零点次数阈值，将电机的驱动信号切换为固定时长的高电平信号；对电机的反电动势进行采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉平，张静，王翔，郑增忠，
申请(专利权)人：深圳市航顺芯片技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：