[发明专利]基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机转子位置估计方法，具体地是涉及一种基于线间反电动势估计无刷直流电机转子位置检测方法。

背景技术

在无刷直流电机控制系统中，逆变器常采用120度导通模式，为获得最大平均电磁转矩，应根据电机转子位置对其进行换相控制。但是外置式位置传感器带来了环境与空间的限制，使其在高温、有强腐蚀性气体等恶劣环境下和某些空间有限的应用场合难于使用。 直接利用反电动势的转子位置检测方法包括反电动势过零点检测法、反电动势积分过零点检测法及反电动势三次谐波检测方法易于实现，但在100                                                以内低速运行时，因感应电动势幅值很小，采用以上方法难于可靠检测转子位置。利用相应线间反电动势相除得到磁链函数，并利用磁链函数的峰值点估计转子位置，这种转子位置检测方法理论上在电机低速运行时仍旧适用。但实际控制中存在干扰，每次得到的磁链函数的峰值点不同，峰值点设置过大可能会引起换相信息丢失，设置过小会引起位置估计偏差；此外在电机低速运行时，电压、电流测量干扰会引起误换相。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置检测方法，该方法可靠性高，易于实现，能实现100RPM以内的无刷直流电机转子位置的可靠检测。

为达到上述目的，本发明的构思是：利用滑动平均滤波滤除干扰对磁链函数的影响；在不同导通模式下，利用线间反电动势构造磁链函数，利用磁链函数在换相附近出现的剧烈变化提取转子位置信息。

根据上述构思，本发明采用下述技术方案：

（1）控制无刷直流电机工作在两两导通模式，采样三相电压、电流，并进行滑动滤波；

（2）利用无刷直流电机三相端电压即电机绕线端到直流母线地之间的电压以及电流，计算线间反电动势；

（3）电机驱动采用两两导通120度模式时，在不同导通模式下，利用线间反电动势计算磁链函数；

（4）计算当前磁链函数与上一步磁链函数值之间的差值，判断磁链函数变化值是否达到预先设定的阈值；

（5）当没有达到设定的阈值时，不进行换相，转至步骤（1）继续下一次的循环过程。达到阈值时，则指导电机换相，并计算转速，根据当前转速值的不同，修改滑动平均滤波数据个数；完成后转至步骤（1）继续下一次的循环过程。

      上述无刷直流电机转子位置检测方法中，所述步骤（3）中的利用线间电动势计算磁链函数时参照下列表1导通模式与磁链函数对应关系：

表1 导通模式与函数对应关系

导通模式函数///

表中：、、、、、分别对应主回路中六个功率开关器件，为转子位置角度，、、、、、分别表示不同的导通模式，导通模式代表a相上桥臂b相下桥臂导通，导通模式代表a相下桥臂b相上桥臂导通，导通模式代表a相上桥臂c相下桥臂导通，导通模式代表a相下桥臂c相上桥臂导通，导通模式代表b相上桥臂c相下桥臂导通，导通模式代表b相下桥臂c相上桥臂导通，表示与转子位置角度相关的磁链函数，、、表示与转子位置角度有关的线间反电动势，表示ca相的线间反电动势，表示bc相的线间反电动势，表示ab相的线间反电动势； 、、分别对应不同导通模式下的磁链函数。