計(jì)算出干擾信號(hào)規(guī)律濾除附加在電流采樣信號(hào)上的干擾，并利用切換和運(yùn)算消除了直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)外界強(qiáng)變化磁場對(duì)霍爾電流采樣的干擾，是直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)精確測量電機(jī)電流的可行方法，此實(shí)用新型還可應(yīng)用于周期性強(qiáng)變化磁場環(huán)境下的霍爾電流米樣，其中，
[0023]所述角度傳感器用于測量直流永磁無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)角，并將角度信號(hào)傳輸?shù)組CU處理電路；
[0024]所述霍爾電流采樣電路用于將流經(jīng)霍爾電流器件的電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，傳輸?shù)降組CU處理電路；
[0025]所述微型繼電器切換電路用于在基準(zhǔn)電流源和被測電流間的切換，使切換后的電流流向霍爾電流器件進(jìn)行檢測；
[0026]所述MCU處理電路用于將霍爾電流器件傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)經(jīng)MCU內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換采樣，并根據(jù)角度傳感器傳輸?shù)慕嵌刃盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算，得出直流永磁無刷電機(jī)的電流值；所述角度傳感器與MCU處理電路相連接，所述霍爾電流采樣電路通過微型繼電器切換電路與MCU處理電路相連接。
[0027]基于上述的周期性強(qiáng)變化磁場下霍爾器件的電流采樣電路的采樣方法，其特征在于:包括以下步驟，
[0028]步驟(I)，直流永磁無刷電機(jī)在開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的10個(gè)周期內(nèi)，微型繼電器切換電路使基準(zhǔn)電流流經(jīng)霍爾采樣器件；
[0029]步驟(2)，通過角度傳感器將轉(zhuǎn)子在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)的360°等分成若干固定轉(zhuǎn)角，并在基準(zhǔn)電流下每個(gè)固定轉(zhuǎn)角進(jìn)行電流采樣，等分成六個(gè)固定轉(zhuǎn)角，每個(gè)固定轉(zhuǎn)角的角度為60°，即I個(gè)周期采樣6次。
[0030]步驟(3)，計(jì)算每個(gè)固定轉(zhuǎn)角時(shí)，霍爾器件輸出的基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vn，
[0031]Vn= K*I 基準(zhǔn)+V/ (I)
[0032]其中，V/為基準(zhǔn)電流下磁場變化產(chǎn)生的干擾信號(hào)，Isffi為基準(zhǔn)電流，K為霍爾器件輸出電壓與被測電流比例值，單位mV/A，該值由霍爾器件的特性決定，霍爾器件的型號(hào)決定該系數(shù)的數(shù)值；
[0033]步驟(4)，MCU處理電路計(jì)算在開始旋轉(zhuǎn)10個(gè)周期內(nèi)，進(jìn)行每個(gè)固定轉(zhuǎn)角進(jìn)行電流采樣，并計(jì)算得出基準(zhǔn)電流下霍爾器件輸出的電壓信號(hào)V11的均方根值Vn’ ；
[0034]步驟(5)，直流永磁無刷電機(jī)在開始旋轉(zhuǎn)時(shí)的10個(gè)周期后，微型繼電器切換電路使被測直流永磁無刷電機(jī)電流流經(jīng)霍爾采樣器件；
[0035]步驟￠)，并在與基準(zhǔn)電流采樣的每個(gè)固定轉(zhuǎn)角處進(jìn)行電流采樣；
[0036]步驟(7)，計(jì)算每個(gè)固定轉(zhuǎn)角時(shí)，霍爾器件輸出的被測電壓信號(hào)N12’
[0037]Vl2=K*I 被測+V (2)
[0038]其中，V2’為被測直流永磁無刷電機(jī)電流下磁場變化產(chǎn)生的干擾信號(hào)，Issj為被測直流永磁無刷電機(jī)電流，K為霍爾器件輸出電壓與被測電流比例值，單位mV/A，該值由霍爾器件的特性決定，霍爾器件的型號(hào)決定該系數(shù)的數(shù)值。
[0039]步驟(8)，MCU處理電路計(jì)算在10-20周期內(nèi)，進(jìn)行每個(gè)固定轉(zhuǎn)角進(jìn)行電流采樣，并計(jì)算得出被測直流永磁無刷電機(jī)電流下霍爾器件輸出的電壓信號(hào)V12的均方根值V 12’ ；
[0040]步驟(9)，將被測直流永磁無刷電機(jī)電流下霍爾器件輸出的電壓信號(hào)均方根值V12’和基準(zhǔn)電流下霍爾器件輸出的電壓信號(hào)均方根值vn’相減，濾除干擾信號(hào)，
[0041]V12，-V11，= K*I被測-κ*1 基準(zhǔn) +V2，- VI’ (3)
[0042]其中，干擾信號(hào)VI’、V2’在同一固定轉(zhuǎn)角時(shí)是相同的，即，
[0043]V1/ -V1/ =Κ*Ι被測-Κ*Ι基準(zhǔn) (4)
[0044]步驟(10)，根據(jù)公式(5)，被測直流永磁無刷電機(jī)電流值，
[0045]I被測=(V12，_Vii，/Κ)+I基準(zhǔn) (5)0
[0046]本實(shí)用新型的方法設(shè)置在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)霍爾電流采樣時(shí)，抗磁場干擾的電路和方法，此方法和電路在實(shí)際電機(jī)參數(shù)采集一體化系統(tǒng)內(nèi)得到應(yīng)用和驗(yàn)證，驗(yàn)證測試曲線，如圖6所示。其中圖6(a)是本實(shí)用新型的周期性強(qiáng)變化磁場下霍爾器件的采樣電機(jī)電流時(shí)的輸出電壓信號(hào)示意圖；圖6(13)是本實(shí)用新型的周期性強(qiáng)變化磁場下霍爾器件的采樣基準(zhǔn)電流時(shí)的輸出電壓信號(hào)示意圖。
[0047]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種周期性強(qiáng)變化磁場下霍爾器件的電流采樣電路，其特征在于:設(shè)置在直流永磁無刷電機(jī)的內(nèi)部，包括角度傳感器、霍爾電流采樣電路、微型繼電器切換電路和MCU處理電路， 所述角度傳感器用于測量直流永磁無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)角，并將角度信號(hào)傳輸?shù)組CU處理電路； 所述霍爾電流采樣電路用于將流經(jīng)霍爾電流器件的電流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，傳輸?shù)組CU處理電路； 所述微型繼電器切換電路用于在基準(zhǔn)電流源和被測電流間的切換，使切換后的電流流向霍爾電流器件進(jìn)行檢測； 所述MCU處理電路用于將霍爾電流器件傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)經(jīng)MCU內(nèi)部AD轉(zhuǎn)換采樣，并根據(jù)角度傳感器傳輸?shù)慕嵌刃盘?hào)進(jìn)行運(yùn)算，得出直流永磁無刷電機(jī)的電流值； 所述角度傳感器與MCU處理電路相連接，所述霍爾電流采樣電路通過微型繼電器切換電路與MCU處理電路相連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種周期性強(qiáng)變化磁場下霍爾器件的電流采樣電路，其電路包括角度傳感器、霍爾電流采樣電路、微型繼電器切換電路和MCU處理電路，在直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)首先采樣并運(yùn)算出基準(zhǔn)電流上疊加的外界磁場變化產(chǎn)生的干擾信號(hào)規(guī)律，再采樣被測電流，計(jì)算出干擾信號(hào)規(guī)律濾除附加在電流采樣信號(hào)上的干擾，利用切換和運(yùn)算消除了直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)外界強(qiáng)變化磁場對(duì)霍爾電流采樣的干擾，是直流永磁無刷電機(jī)內(nèi)精確測量電機(jī)電流的可行方法，此實(shí)用新型還可應(yīng)用于周期性強(qiáng)變化磁場環(huán)境下的霍爾電流采樣，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號(hào)】CN204613287
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520221597
【發(fā)明人】后曉鵬, 許志興, 張偉, 徐慶
【申請(qǐng)人】南京康尼機(jī)電股份有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日