一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無刷直流電機(jī)控制方法的技術(shù)領(lǐng)域，涉及無刷直流電機(jī)無位置傳感器 技術(shù)，尤其涉及一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁無刷直流電機(jī)（簡(jiǎn)稱BLDC電機(jī)）控制方法簡(jiǎn)單，功率密度大，效率高，被廣泛 應(yīng)用于高速電力拖動(dòng)場(chǎng)合。無位置傳感器技術(shù)作為BLDC電機(jī)的一個(gè)重要研宄方向，省去了 電機(jī)的位置傳感器，電機(jī)軸向長(zhǎng)度得以減小，減少了電機(jī)設(shè)計(jì)的約束條件，且提高了系統(tǒng)的 可靠性。
[0003] 基于反電勢(shì)過零點(diǎn)判斷轉(zhuǎn)子位置是應(yīng)用最為廣泛的BLDC電機(jī)無位置傳感器方案 之一。
[0004] 該方法主要分為兩類研宄方向：1)端電壓/相電壓法；2)三次諧波法。
[0005] 端電壓/相電壓法檢測(cè)各相繞組的端電壓或相電壓，將其與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較獲 取反電勢(shì)的過零點(diǎn)，經(jīng)過相移后生成BLDC電機(jī)換相信號(hào)。然而當(dāng)BLDC電機(jī)運(yùn)行在高速重 載場(chǎng)合時(shí)，繞組電流上升，換向周期縮短，相電流不易續(xù)流到零，導(dǎo)致過零點(diǎn)被淹沒，位置檢 測(cè)失敗。
[0006] 三次諧波法檢測(cè)繞組中心點(diǎn)與電阻網(wǎng)絡(luò)中點(diǎn)的電壓。該電壓理論上與相反電勢(shì)的 三次諧波分量相等，且不受繞組續(xù)流情況的影響，具有較高的適用范圍。但該方法要求電機(jī) 的相反電勢(shì)含有較大三次諧波，且需將繞組的中心點(diǎn)引出，不僅電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)要求高，還 不利于電機(jī)的機(jī)械加工。
[0007] 因此，為了擴(kuò)展BLDC電機(jī)無位置傳感器算法的工作區(qū)間，提高系統(tǒng)可靠性，研宄 一種克服高速重載情況下過零點(diǎn)淹沒，且對(duì)反電勢(shì)及繞組接線沒有特殊要求的BLDC電機(jī) 無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法具有較大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】中所涉及的缺陷，提供一種永磁無刷 直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，實(shí)現(xiàn)永磁無刷直流電機(jī)（BLDC電機(jī)）高速重載、反電勢(shì) 過零點(diǎn)淹沒的情況下的間接轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)，通過判斷繞組續(xù)流情況及時(shí)切換算法，擴(kuò)展了 無位置傳感器算法的適用轉(zhuǎn)速及負(fù)載。
[0009] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0010] 一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟1)，當(dāng)換相時(shí)刻到來時(shí)，實(shí)時(shí)采集續(xù)流相的電流；
[0012] 步驟2)，根據(jù)采集到的續(xù)流相電流求解其電流斜率；
[0013] 步驟3)，根據(jù)三相逆變橋的母線電壓、相繞組的等效電阻、相繞組的等效直軸電感 計(jì)算出采集到的續(xù)流相電流對(duì)應(yīng)的電流斜率閥值；
[0014] 步驟4)，將步驟2)中計(jì)算出的電流斜率與步驟3)中計(jì)算出的電流斜率閥值進(jìn)行 比較；
[0015] 步驟4. 1)，在續(xù)流相電流未下降到零時(shí)，電流斜率與電流斜率閥值相等，則輸出續(xù) 流相反電勢(shì)過零點(diǎn)時(shí)的位置檢測(cè)信號(hào)；
[0016] 步驟4. 2)，若續(xù)流相的電流下降到零時(shí)電流斜率仍未與電流斜率閥值相等，采用 傳統(tǒng)的過零點(diǎn)法進(jìn)行檢測(cè)，輸出反電勢(shì)過零點(diǎn)時(shí)的位置檢測(cè)信號(hào)；
[0017] 步驟5)，將位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行移相處理，生成三相逆變橋的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0018] 步驟6)，根據(jù)三相逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。
[0019] 作為本發(fā)明一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法進(jìn)一步的優(yōu)化方案， 所述步驟3)中計(jì)算采集到的續(xù)流相電流對(duì)應(yīng)的電流斜率閥值的公式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1)，當(dāng)換相時(shí)刻到來時(shí)，實(shí)時(shí)采集續(xù)流相的電流； 步驟2)，根據(jù)采集到的續(xù)流相電流求解其電流斜率； 步驟3)，根據(jù)三相逆變橋的母線電壓、相繞組的等效電阻、相繞組的等效直軸電感計(jì)算 出采集到的續(xù)流相電流對(duì)應(yīng)的電流斜率閥值； 步驟4)，將步驟2)中計(jì)算出的電流斜率與步驟3)中計(jì)算出的電流斜率閥值進(jìn)行比 較； 步驟4. 1)，在續(xù)流相電流未下降到零時(shí)，電流斜率與電流斜率閥值相等，則輸出續(xù)流相 反電勢(shì)過零點(diǎn)時(shí)的位置檢測(cè)信號(hào)； 步驟4. 2)，若續(xù)流相的電流下降到零時(shí)電流斜率仍未與電流斜率閥值相等，采用傳統(tǒng) 的過零點(diǎn)法進(jìn)行檢測(cè)，輸出反電勢(shì)過零點(diǎn)時(shí)的位置檢測(cè)信號(hào)； 步驟5)，將位置檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行移相處理，生成三相逆變橋的驅(qū)動(dòng)信號(hào)； 步驟6)，根據(jù)三相逆變器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于， 所述步驟3)中計(jì)算采集到的續(xù)流相電流對(duì)應(yīng)的電流斜率閥值的公式如下：
式中，k代表ABC三相中的續(xù)流相，ek為續(xù)流相的反電勢(shì)，i k為續(xù)流相電流，U DC為逆變 橋的母線電壓，L為無刷直流電機(jī)的等效直軸電感，R為無刷直流電機(jī)的相電阻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器的驅(qū)動(dòng)方法，適用于高速重載情況下的永磁無刷直流電機(jī)，屬于永磁無刷直流電機(jī)控制領(lǐng)域。本發(fā)明利用續(xù)流相的電流斜率為單調(diào)函數(shù)這一特點(diǎn)，通過設(shè)定相應(yīng)閥值，可使續(xù)流相的相反電勢(shì)過零點(diǎn)淹沒時(shí)仍能被檢測(cè)出。該方法與傳統(tǒng)的反電勢(shì)過零點(diǎn)法相互配合可有效提高永磁無刷直流電機(jī)無位置傳感器技術(shù)的應(yīng)用范圍。該方法無需將繞組的中心點(diǎn)接出，且對(duì)電機(jī)相反電勢(shì)波形要求較低，具有較強(qiáng)的適用性。
【IPC分類】H02P6-18, H02P6-08
【公開號(hào)】CN104734581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510120842
【發(fā)明人】王騁, 鄧智泉, 蔡駿, 王曉琳, 孫小麗
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日