一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105680740A(43)申请公布日2016.06.15(21)申请号201610203805.5(22)申请日2016.04.01(71)申请人武汉工程大学地址430074湖北省武汉市洪山区雄楚大街693号(72)发明人刘健徐鹏张汇捷居西子(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人唐万荣(51)Int.Cl.H02P6/08(2016.01)H02P6/14(2016.01)H02P6/182(2016.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法(57)摘要本发明公开了一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法，控制流程分3个阶段，第一阶段完成电机定位功能，第二阶段完成电机的强制启动功能，第三阶段，由于高转速电机，其换相时间短，需要增加额外的高速中断完成过零点的精确检测。第三阶段利用3个中断的相互配合，完成换相干扰时间的躲避、过零点的检测，以及换相时间的计算和换相切换操作，第三阶段反复循环执行，逆变器6种工作状态依次轮流自动切换。本发明高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法，成本较低，控制系统响应速度快、控制精度与灵活性高。CN105680740ACN105680740A权利要求书1/1页1.一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法，其特征在于，对于三相桥两电平的主电路，进行6种工作状态控制：P1状态～P6状态，主电路包含三相桥臂，每相桥臂上、下两个开关管不同时导通，且任意时刻都有三个开关管同时导通；第一相桥臂的上桥臂开关器件为AH，下桥臂开关器件为AL，AH的源极、AL的漏极与A相相连；第二相桥臂的上桥臂开关器件为BH，下桥臂开关器件为BL，BH的源极、BL的漏极与B相相连；第三相桥臂的上桥臂开关器件为CH，下桥臂开关器件为CL，CH的源极、CL的漏极与C相相连，主电路的6种工作状态中，P1状态为电机运行在0°～60°的电角度状态，对应AL，BH导通；P2状态为60°～120°的电角度状态，对应AL，CH导通；P3状态为120°～180°的电角度状态，对应BL，CH导通；P4状态为180°～240°的电角度状态，对应AH，BL导通；P5状态为240°～300°的电角度状态，对应AH，CL导通；P6状态为300°～360°的电角度状态，对应BH，CL导通；在一个工作周期中，6种工作状态驱动信号以PWM的形式工作，并依次轮流出现。2.根据权利要求1所述的高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法，其特征在于，无刷直流电机控制流程分三个阶段，第一阶段进行电机定位功能，控制器首先使得逆变器工作在P1状态，并持续T时间，之后，变换至P4状态，也持续T时间，此时无刷直流电机转速为S1，第一阶段结束；第二阶段完成无刷直流电机的强制启动功能，逆变器工作状态由P4状态切换至P5状态，之后在P1状态到P6状态这6种工作状态下依次循环，总循环次数为N，N的范围设定在50～100，第x次循环状态持续的时间为Ptx，电机转速达到S2后，第二阶段结束；第三阶段利用3个中断的相互配合，完成换相干扰时间的躲避、过零点的检测，以及换相时间的计算和换相切换操作，第三阶段反复循环执行，逆变器的6种工作状态依次轮流自动切换。3.根据权利要求2所述的高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法，其特征在于，第x次循环状态持续时间Ptx，通过以下公式计算得到：式(1)中S1为第一阶段结束时无刷直流电机的转速，N为第二阶段总共循环次数，x为第x次循环，S2为第二阶段结束时无刷直流电机预定转速。2CN105680740A说明书1/5页一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法技术领域[0001]本发明属于微特电机控制领域，尤其涉及一种高转速无刷直流电机的无位置传感器控制方法。背景技术[0002]无刷直流电机是近年来随着电力电子发展和新型“永磁材料”出现而迅速广泛使用的一种新型电机。它以电子控制线路代替机械电刷和换向器实现直流电机的换相，是当今最高效率的调速电机。已经在商务设备、工厂自动化、航空航天、医疗机械，以及汽车和家电等领域中得到了广泛应用。采用无位置传感器控制技术，不但可以克服位置传感器的诸多弊端，而且能够达到提高电机动态特性与安全稳定运行能力，降低震动和噪声等目的。因此，无刷直流电机的无位置传感器控制方法越来越受到人们重视，并且朝着实用化的方向发展。[0003]目前采用DSP或者MCU，配置外围的AD采样通道实现无刷直流电机的无位置传感器控制已经成为主流，其控制对象的转速多为每分钟几千转。但是，在一些工业、医疗、家电等行业要求电机转速达到每分钟数万转。这种状况下，一方面对控制方法的实现提出更高的要求，例