电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法

摘要

本发明提供一种电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法，包括：根据所采集的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，分别查霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表，得到电机的工作温度。测量前，在电机控制器中分层级建立霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；将霍尔传感器分为多个种类，每个种类的霍尔传感器的生命周期又分为多个阶段，对于各种霍尔传感器，在其生命周期的每个阶段各建立一张供电电流与温度校准数据表、一张低电平电压与温度校准数据表。相较于现有采用独立温度传感器测量电机温度的方式，本发明提供的方法更加简便，可降低成本，安装更便捷。

权利要求

1.一种电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法，其特征在于：根据所采集的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，分别查霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表，得到电机的工作温度；

测量前，在电机控制器中分层级建立霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

将霍尔传感器分为多个种类，每个种类的霍尔传感器的生命周期又分为多个阶段，对于各种霍尔传感器，在其生命周期的每个阶段各建立一张供电电流与温度校准数据表、一张低电平电压与温度校准数据表；

测量时，在永磁无刷电机启动且未开始旋转时，电机控制器执行一次霍尔传感器供电电流采集，同时执行一次霍尔传感器的霍尔信号采样，读取其中为低电平电压的相线的电压值；

根据得到的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，识别出霍尔传感器的种类；

根据霍尔传感器的上电次数和累计工作时间确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段；

确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段对应的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

在永磁无刷电机运行一段时间后，在永磁无刷电机停转的间隙，电机控制器再次采集霍尔传感器的供电电流和低电平电压的电压值，根据所确定的数据表，分别查供电电流与温度校准数据表得到对应的温度T1，查低电平电压与温度校准数据表得到温度T2；

通过对两个温度的加权平均，即可计算出当前电机的工作温度T：T=(T1*u1+T2*u2)/2

公式中u1、u2为权重；根据霍尔传感器的特性预先确定。

说明书

电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及永磁无刷电机控制领域，尤其是一种相较于现有方法更简便的电机温度测量方法。

背景技术

[0002] 目前在电动自行车和电动摩托车中普遍使用永磁无刷电机；当前永磁无刷电机控制中大多通过配备独立的温度传感器来测量电机运行时的温度；因此一方面导致成本增加，另一方面导致连接线增多。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法，相较于现有采用独立温度传感器测量电机温度的方式，更加简便，可降低成本。本发明采用的技术方案是：

[0004] 一种电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法，包括：

[0005] 根据所采集的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，分别查霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表，得到电机的工作温度。

[0006] 进一步地，测量前，在电机控制器中分层级建立霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

[0007] 将霍尔传感器分为多个种类，每个种类的霍尔传感器的生命周期又分为多个阶段，对于各种霍尔传感器，在其生命周期的每个阶段各建立一张供电电流与温度校准数据表、一张低电平电压与温度校准数据表。

[0008] 进一步地，测量时，在永磁无刷电机启动且未开始旋转时，电机控制器执行一次霍尔传感器供电电流采集，同时执行一次霍尔传感器的霍尔信号采样，读取其中为低电平电压的相线的电压值；

[0009] 根据得到的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，识别出霍尔传感器的种类；

[0010] 根据霍尔传感器的上电次数和累计工作时间确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段；

[0011] 确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段对应的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

[0012] 在永磁无刷电机运行一段时间后，在永磁无刷电机停转的间隙，电机控制器再次采集霍尔传感器的供电电流和低电平电压的电压值，根据所确定的数据表，分别查供电电流与温度校准数据表得到对应的温度T1，查低电平电压与温度校准数据表得到温度T2；

[0013] 通过对两个温度的加权平均，即可计算出当前电机的工作温度T：

[0014] T=(T1*u1+T2*u2)/2

[0015] 公式中u1、u2为权重；根据霍尔传感器的特性预先确定。

[0016] 本发明的优点在于：

[0017] 1）通过永磁无刷电机控制器少量的硬件设计调整和出厂查表数据的内置，结合霍尔传感器的温度特征，巧妙设计了电机的温度测量方法；该方法虽然是一种间接测量方法，但能够满足实际使用的需要；而且更加简便，可降低成本。

[0018] 2）既可以作为专用温度传感器损坏后的冗余温度检测，也可以作为经济型永磁无刷动力总成的唯一温度/功率闭环控制输入源。

[0019] 3）避免了永磁无刷电机重载使用中无温度/功率闭环控制烧毁线包的弊端。

附图说明

[0020] 图1为本发明的霍尔传感器的供电电流与温度关系曲线图。

[0021] 图2为本发明的霍尔传感器输出的低电平电压与温度关系曲线图。

[0022] 图3为本发明的供电电流采样示意图。

具体实施方式

[0023] 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0024] 在永磁无刷电机中普遍使用了霍尔传感器来检测转子的当前位置，当转子静止的时候，霍尔传感器输出特定的高低电平；

[0025] 在实际工作中，霍尔传感器的一些工作特征被发现；

[0026] 如图1所示，霍尔传感器的供电电流与温度的关系，当温度升高时，霍尔传感器的供电电流会减小；

[0027] 如图2所示，霍尔传感器输出的低电平电压与温度的关系，当温度升高时，霍尔传感器输出的低电平电压会增大；

[0028] 本发明利用上述霍尔传感器的工作特征，提出了一种电机控制器基于霍尔传感器温度特征的电机温度测量方法；

[0029] 步骤S1，将霍尔传感器的霍尔信号线接入电机控制器中微处理器的AD转换引脚；

[0030] 本例中，设有三个霍尔传感器，将各霍尔传感器的相线即U、V、W三相线分别连接微处理器的一个AD转换引脚；

[0031] 步骤S2，在霍尔传感器的供电回路中串联电流检测电阻，用于测量当前霍尔传感器的供电电流；

[0032] 如图3所示，霍尔传感器HM1的正电源端接供电电压VCC，接地端接电阻R1一端，电阻R1另一端接地，从电阻R1一端得到供电电流采样信号It；

[0033] 步骤S3，在电机控制器中，预置至少一种霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

[0034] 更优地，可以在电机控制器中，分层级建立霍尔传感器的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

[0035] 比如，将霍尔传感器分为多个种类，每个种类的霍尔传感器的生命周期又分为多个阶段，对于各种霍尔传感器，在其生命周期的每个阶段各建立一张供电电流与温度校准数据表、一张低电平电压与温度校准数据表；这样，电机控制器可自适应的适配不同种类的霍尔传感器，而且在霍尔传感器的生命周期各阶段采用不同的数据表，得到的温度数据更加精确；

[0036] 步骤S4，在永磁无刷电机启动且未开始旋转时，电机控制器执行一次霍尔传感器供电电流采集，同时执行一次霍尔传感器的霍尔信号采样，读取其中为低电平电压的相线的电压值；

[0037] 根据得到的霍尔传感器的供电电流、低电平电压的电压值，能够识别出霍尔传感器的种类；

[0038] 根据霍尔传感器的上电次数和累计工作时间可确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段；

[0039] 步骤S5，确定当前种类霍尔传感器所处生命周期的阶段对应的供电电流与温度校准数据表、低电平电压与温度校准数据表；

[0040] 步骤S6，在永磁无刷电机运行一段时间后，在永磁无刷电机停转的间隙，电机控制器再次采集霍尔传感器的供电电流和低电平电压的电压值，根据步骤S5中确定的数据表，分别查供电电流与温度校准数据表得到对应的温度T1，查低电平电压与温度校准数据表得到温度T2；

[0041] 通过对两个温度的加权平均，即可计算出当前电机的工作温度T：

[0042] T=(T1*u1+T2*u2)/2

[0043] 公式中u1、u2为权重；根据霍尔传感器的特性预先确定；

[0044] 由于电机在重载时的温度传递有较大的滞后特点，因此在电机运行间隙通过霍尔传感器间接测量电机温度的闭环滞后性是可以满足实际电动自行车/电动摩托车走走停停的使用需求的。

[0045] 最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。