JP7244677B2 - ブラシレス直流モータの転流制御方法、装置及び記憶媒体 - Google Patents
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Description
前記BLDCMのロータの位置を検出することであって、前記検出は更に、前記BLDCMの転流によりトリガされるように構成される、ことと、
検出されたロータの位置に対応する前記BLDCMの第1駆動方式を決定することであって、前記第1駆動方式は、前記BLDCMの3相フルブリッジ回路の作動方式を特徴づける、ことと、
PWM駆動信号を更新することであって、前記更新は、前記第1駆動方式を参照する、ことと、
更新されたPWM駆動信号を利用して、前記BLDCMを転流を行うように制御することと、を含む。
前記第1駆動方式に基づいて、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新することと、
前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含む。
前記第1駆動方式を利用して、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスの作動電圧を決定することと、
決定された各スイッチングデバイスの作動電圧を利用して、前記各スイッチングデバイスに対応する各PWM駆動信号のデューティー比を更新することと、を含む。
PWM搬送波信号に対応する第2レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号の位相を更新することを含む。
前記第2レジスタの値を、転流を行う必要があると決定する時刻で、特定値に設定することで、更新された搬送波信号を得ることと、
更新された搬送波信号を利用して、前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含む。
前記BLDCMの逆起電力信号を取得することと、
取得された逆起電力信号に基づいて、前記BLDCMの逆起電力のゼロクロスタイミングを決定することと、
前記逆起電力のゼロクロスタイミングの後の第1時間長の時、前記BLDCMが転流を行う必要があると決定することと、を更に含む。
第1マッピングテーブルにおいて、前記検出されたロータの位置に対応する駆動方式を検索することと、
検索された駆動方式を前記第1駆動方式とすることと、を含む。
前記BLDCMのロータの位置を検出するように構成される第1決定ユニットであって、前記検出は更に、前記BLDCMの転流によりトリガされるように構成される、第1決定ユニットと、
検出されたロータの位置に対応する前記BLDCMの第1駆動方式を決定するように構成される第2決定ユニットであって、前記第1駆動方式は、前記BLDCMの3相フルブリッジ回路の作動方式を特徴づける、第2決定ユニットと、
PWM駆動信号を更新するように構成される更新ユニットであって、前記更新は、前記第1駆動方式を参照する、更新ユニットと、
更新されたPWM駆動信号を利用して、前記BLDCMを転流を行うように制御するように構成される制御ユニットと、を備える。
前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行する時、上記いずれか1つに記載の方法のステップを実行するように構成される。
BLDCMがタイムリーに転流を行うことができないため、BLDCMの転流操作は、現在の搬送波のゼロ点に遅延する必要がある。この場合、BLDCMの転流に、最大の1つのPWM周期の遅延が出現する。また、BLDCMの回転数の上昇、搬送波比(即ち、搬送波周波数とBLDCM運転周波数との比)の低下に伴い、遅延時間長が占める割合(即ち、遅延時間長と搬送波信号周期との割合)は増加する。この場合、BLDCMの電流は激しく増加し、効率は低下する。
BLDCMがタイムリーに転流を行うことができないため、図3において、実際の転流信号303の周期は、搬送波信号301の周期の整数倍でなければならないが、理想的な転流信号302の周期は、搬送波信号301の周期の2.7倍である。従って、実際の転流信号303の周期に、2個のPWM搬送波周期(309及び312)又は3個のPWM周期(308、310、311及び313)が出現する可能性があり、即ち、転流の不均一を引き起こす。また、BLDCMの回転数が向上すると、各セクタの実際のPWM波の数が少なくなり、転流の不均一の現象が厳しくなる。この場合、BLDCMの電流の振動が大きくなり、雑音が大きくなる。
BLDCMがタイムリーに転流を行うことができないため、短い転流周期(例えば、図3における309及び312)時のBLDCMのフリーホィーリング終了時刻の遅延を引き起こす。この場合、ゼロクロス点の消失が出現する可能性があり(ここで、当業者には理解されるように、理想的な場合に、BLDCMは、0°、60°、120°などの位置の時刻で転流を行い、30°、90°、150°などの位置の時刻でゼロクロス点を検出できる。BLDCMの転流フリーホィーリング時間が、BLDCMが20°回転することに対応する時間を占める必要があるとすれば、BLDCMが0°位置の時刻で転流した後、20°位置の時刻でフリーホィーリングを終了する。この場合、30°位置の時刻でゼロクロス点を検出することができる。BLDCMに転流遅延が出現する場合、元々0°位置の時刻で発生すべき転流は、15°位置の時刻に遅延して実行されると、フリーホィーリング終了時間は、35°(15°+20°=35°)位置の時刻になる。この場合、30°位置の時刻でのゼロクロス点が検出されなくなる。これは、ゼロクロス点の消失の現象である)、ひいては、BLDCMの位置センサレスの方策の安定性が失われる。
前記第1駆動方式に基づいて、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新することと、
前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含む。
前記第1駆動方式を利用して、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスの作動電圧を決定することと、
決定された各スイッチングデバイスの作動電圧を利用して、前記各スイッチングデバイスに対応する各PWM駆動信号のデューティー比を更新することと、を含む。
これによれば、一実施例において、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスに対して、PWM駆動信号デューティー比に対応する第1レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新する。
PWM搬送波信号に対応する第2レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号の位相を更新することを含む。
前記第2レジスタの値を、転流を行う必要があると決定する時刻で、特定値に設定することで、更新された搬送波信号を得ることと、
更新された搬送波信号を利用して、前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含む。
ADCサンプリングモジュール607により、BLDCMの逆起電力信号に対してサンプリングを行い、続いて、ゼロクロス検出モジュール606により、ゼロクロス点の位置を持続的に検出する。ゼロクロス点が検出されると、タイマー605を直ちに起動して、転流信号のトリガを30°遅延させる。転流信号が出現する時(前記BLDCMが転流を行う必要があると決定する時に相当する)、転流論理604(第1マッピングテーブルに相当する)を検索することによって、PWMモジュール603におけるPWM駆動信号のデューティー比を更新し、PWMモジュール603における搬送波信号幅の更新をトリガする。PWMモジュール603は、更新されたPWM駆動信号のデューティー比及び搬送波信号に基づいて、更新されたPWM駆動信号を得る。PWM駆動信号を3相フルブリッジ回路502に印加することによって、BLDCM 501に、タイムリーな転流の目的を最終的に実現させる。
1、搬送波信号における搬送波として、単調増加波(例えば、のこぎり波)を用いる。
2、搬送波信号のゼロ点で、PWM駆動信号は、ハイレベルを出力し始める。
3、搬送波信号が変調波信号に等しい場合、PWM駆動信号は、ローレベルを出力し始める。
4、搬送波のゼロ点で、各スイッチングデバイスの第1レジスタの値を更新する(即ち、各スイッチングデバイスの状態であるPWM状態、完全オン状態、オフ状態を更新する)。
(1)において、転流信号が検出され、中断に入る。
ここで、転流信号が検出され、即ち、BLDCMが転流を行う必要があると決定する。それと同時に、ロータの位置を更に決定する。
(2)において、転流論理テーブルに対して検索を行う。
決定されたロータの位置に基づいて、転流論理テーブルにおいて、対応する第1駆動方式を検索する。
(3)PWM信号のデューティー比レジスタにパディングを行う。
ここで、決定された第1駆動方式に基づいて、3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスの作動電圧を決定し、各スイッチングデバイスの作動電圧を利用して、各スイッチングデバイスに対応する変調波幅をパディングする(前に述べたように、ここでの変調波幅とPWMデューティー比は同一の概念である)。
(4)PWM搬送波信号レジスタにパディングを行う。
ここで、各スイッチングデバイスに対応するPWM搬送波信号のレジスタの値を、転流を行う必要があると決定する時刻で、0に設定する。ここで、PWM搬送波信号が最小値である場合、PWM駆動信号の位相は、直ちに更新される(即ち、各スイッチングデバイスの状態は直ちに更新される)。それと同時に、更新されたPWM駆動信号を得た。
(5)転流を実行する。
更新されたPWM駆動信号に基づいて、転流操作を実行する。
(6)中断を終了する。
一方では、図11a及び図11bに示すように、本願の実施例の技術的解決手段を用いる条件下で、実際の転流信号の波形は均一であり、理想的な転流信号に、更に近い。端子電圧の検出プロセスにおいて、ゼロクロス点の消失が出現することなく、且つ端子電流の振動幅はより小さい。つまり、本願の実施例は、転流周期の安定性を確保し、PWM状態の変動時にフリーホィーリングチューブのフリーホィーリング終了時間を相対的に安定させ、それにより、ゼロクロス検出の可能性を確保すると同時に、BLDCMの電流振動、作動効率の低下、雑音の増加、BLDCMの制御の安定性の喪失などの問題を軽減する。
第1決定ユニット901は、前記BLDCMのロータの位置を検出するように構成され、前記検出は更に、前記BLDCMの転流によりトリガされるように構成され、
第2決定ユニット902は、検出されたロータの位置に対応する前記BLDCMの第1駆動方式を決定するように構成され、前記第1駆動方式は、前記BLDCMの3相フルブリッジ回路の作動方式を表し、
更新ユニット903は、決定された第1駆動方式に基づいて、PWM駆動信号を更新するように構成され、
制御ユニット904は、更新されたPWM駆動信号を利用して、前記BLDCMを転流を行うように制御するように構成される。
一実施例において、前記更新ユニット903は、第1更新モジュールと、第2更新モジュールと、を備え、
前記第1更新モジュールは、前記第1駆動方式に基づいて、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新するように構成され、
前記第2更新モジュールは、前記PWM駆動信号の位相を更新するように構成される。
一実施例において、前記第1更新モジュールは、前記第1駆動方式を利用して、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスの作動電圧を決定し、
決定された各スイッチングデバイスの作動電圧を利用して、前記各スイッチングデバイスに対応する各PWM駆動信号のデューティー比を更新するように構成される。
一実施例において、前記第1更新モジュールは、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスに対して、PWM駆動信号のデューティー比に対応する第1レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新するように構成される。
更新された搬送波信号を利用して、前記PWM駆動信号の位相を更新するように構成される。
検索された駆動方式を前記第1駆動方式とするように構成される。
前記プロセッサ1001は、前記コンピュータプログラムを実行する時、上記1つ又は複数の技術的解決手段で提供される方法を実行するように構成される。
502 3相フルブリッジ回路
503 直流リンクコンデンサ
504 バッテリ
505 PWM駆動信号
506 マイクロ制御ユニット
603 PWMモジュール
604 転流論理
605 タイマー
606 逆起電力ゼロクロス検出モジュール
607 ADCサンプリングモジュール
Claims (12)
- ブラシレス直流モータの転流制御方法であって、
前記ブラシレス直流モータのロータの位置を検出することであって、
前記ブラシレス直流モータの逆起電力信号を取得することと、
前記取得された逆起電力信号に基づいて、前記ブラシレス直流モータの逆起電力のゼロクロス点の位置を検出することと、
前記ゼロクロス点の位置が検出されると、タイマーを起動することと、
前記タイマーで検出された時刻に基づいて、前記ロータの位置を決定することとを含む、ことと、
前記検出されたロータの位置に対応する前記ブラシレス直流モータの第1駆動方式を決定することであって、前記第1駆動方式は、前記ブラシレス直流モータの3相フルブリッジ回路の駆動方式を表し、前記駆動方式は、前記検出されたロータの位置に応じたPWM(パルス幅変調)駆動信号に対応するスイッチデバイスの作動状態に基づく、ことと、
前記第1駆動方式および前記各スイッチデバイスの作動電圧に基づいて、前記PWM駆動信号を更新することと、
更新されたPWM駆動信号を利用して、前記ブラシレス直流モータを転流を行うように制御することと、を含む、
ブラシレス直流モータの転流制御方法。 - PWM駆動信号を更新することであって、前記更新は、前記第1駆動方式を参照する、ことは、
前記第1駆動方式に基づいて、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新することであって、前記PWM駆動信号のデューティー比は、前記各スイッチングデバイスの作動電圧に対応することと、
前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含むことを特徴とする、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1駆動方式に基づいて、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新することは、
前記第1駆動方式を利用して、前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスの作動電圧を決定することと、
決定された各スイッチングデバイスの作動電圧を利用して、前記各スイッチングデバイスに対応する各PWM駆動信号のデューティー比を更新することと、を含むことを特徴とする、
請求項2に記載の方法。 - 前記3相フルブリッジ回路における各スイッチングデバイスに対して、相応のPWM駆動信号のデューティー比に対応する第1レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号のデューティー比を更新することを特徴とする、
請求項3に記載の方法。 - 前記PWM駆動信号の位相を更新することは、
PWM搬送波信号に対応する第2レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号の位相を更新することを含むことを特徴とする、
請求項2に記載の方法。 - PWM搬送波信号に対応する第2レジスタの値を更新することによって、前記PWM駆動信号の位相を更新することは、
前記第2レジスタの値を、転流を行う必要があると決定する時刻で、特定値に設定することで、更新された搬送波信号を得ることと、
更新された搬送波信号を利用して、前記PWM駆動信号の位相を更新することと、を含むことを特徴とする、
請求項5に記載の方法。 - 前記方法は、
前記逆起電力のゼロクロスタイミングの後の第1時間長のとき、前記ブラシレス直流モータが転流を行う必要があると決定することと、を更に含むことを特徴とする、
請求項1に記載の方法。 - 検出されたロータの位置に対応する前記ブラシレス直流モータの第1駆動方式を決定することは、
第1マッピングテーブルにおいて、前記検出されたロータの位置に対応する駆動方式を検索することと、
検索された駆動方式を前記第1駆動方式とすることと、を含むことを特徴とする、
請求項1に記載の方法。 - 前記PWM駆動信号のPWM変調方式は、H-PWM-L-ON、H-ON-L-PWM、ON-PWM又はPWM-ONであることを特徴とする、
請求項1に記載の方法。 - ブラシレス直流モータの転流制御装置であって、
前記ブラシレス直流モータのロータの位置を検出するように構成される第1決定ユニットであって、
前記ブラシレス直流モータの逆起電力信号を取得し、
前記取得された逆起電力信号に基づいて、前記ブラシレス直流モータの逆起電力のゼロクロス点の位置を検出し、
前記ゼロクロス点の位置が検出されると、タイマーを起動し、
前記タイマーで検出された時刻に基づいて、前記ロータの位置を決定する、第1決定ユニットと、
前記検出されたロータの位置に対応する前記ブラシレス直流モータの第1駆動方式を決定するように構成される第2決定ユニットであって、前記第1駆動方式は、前記ブラシレス直流モータの3相フルブリッジ回路の駆動方式を表し、前記駆動方式は、前記検出されたロータの位置に応じたPWM(パルス幅変調)駆動信号に対応するスイッチデバイスの作動状態に基づく、第2決定ユニットと、
前記第1駆動方式および前記各スイッチデバイスの作動電圧に基づいて、前記PWM駆動信号を更新するように構成される更新ユニットと、
更新されたPWM駆動信号を利用して、前記ブラシレス直流モータを転流を行うように制御するように構成される制御ユニットと、を備える、
ブラシレス直流モータの転流制御装置。 - ブラシレス直流モータの転流制御装置であって、
プロセッサと、プロセッサで実行できるコンピュータプログラムを記憶するように構成されるメモリと、を備え、
前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行するとき、請求項1から9のうちのいずれか一項に記載の方法のステップを実行するように構成される、
ブラシレス直流モータの転流制御装置。 - 記憶媒体であって、
前記記憶媒体にコンピュータプログラムが記憶され、前記コンピュータプログラムはプロセッサにより実行されるとき、請求項1から9のうちのいずれか一項に記載の方法のステップを実現させる、
記憶媒体。
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