[发明专利]无刷直流电机驱动控制系统

说明书

本发明公开了一种无刷直流电机的电机驱动控制系统，包含驱动及输出电路，用于产生驱动信号，并输出电源使无刷直流电机工作；运算控制电路，用于通过驱动及输出电路控制无刷直流电机的工作；反电势检测电路，用于检测无刷直流电机的反电势过零信号；以及电流检测电路，用于检测通过无刷直流电机绕组的电流；该运算控制电路根据电流检测电路根据电流检测电路和该反电势检测电路的检测值运算得到无刷直流电机转子的位置，并依此驱动其运转工作。本发明的无刷直流电机的电机驱动控制系统可以在无刷电机的任何工作状态下准确检测到转子的位置，且不需要安装霍尔元件，成本较低，检测方式简单有效。

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机的驱动控制系统。

背景技术

无刷直流电机电机与有刷直流电机或感应电机相比，具有更好的转速与转矩特性、较高的动态响应和效率、较长的使用寿命、无噪音运转、较高的转速范围，以及可靠而坚固的构造等等。同时由于输出转矩与电机体积之比更高，使之在需要着重考虑空间与重量因数的应用中，大有用武之地，如手持式电动工具等。

在无刷直流电机的控制中，关键在于检测转子位置，然后根据位置信息，取得换相点，相应绕组导通换相，导通电流与绕组的反电动势相位同步。对于电动工具，大多数的应用场合，都需要全扭矩启动。对于直流电动工具来说，由于动力部分为电池，需要整机有很高的效率，才能维持长时间的工作；对于一些场合，需要大扭矩输出，所以对于换相时机的获得和动态调节显得格外的重要。

目前有两种方式可以获得转子的位置：霍尔传感器方式和无传感器方式。由于传感器的安装精度直接影响无刷直流电机的使用效果，且成本也较高，无传感器方式是无刷控制器追求的目标。目前大多数无感方式大多采用反电动势过零法，电路简单，成本低，但启动时，不能全扭矩启动，此时使用反电势过零法检测电机转子位置会使检测结果不准确，电机无法顺利工作。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种成本较低，且在无刷直流电机尚未全扭矩启动时准确检测到转子位置的电机驱动控制系统。

本发明的无刷直流电机的电机驱动控制系统包含驱动及输出电路，用于产生驱动信号，并输出电源使无刷直流电机工作；运算控制电路，用于通过驱动及输出电路控制无刷直流电机的工作；反电势检测电路，用于检测无刷直流电机的反电势过零信号；以及电流检测电路，用于检测通过无刷直流电机绕组的电流；该运算控制电路根据电流检测电路根据电流检测电路和该反电势检测电路的检测值运算得到无刷直流电机转子的位置，并依此驱动其运转工作。

本发明的无刷直流电机的电机驱动控制系统可以在无刷电机的任何工作状态下准确检测到转子的位置，且不需要安装霍尔元件，成本较低，检测方式简单有效。

附图说明

图1是无刷直流电机定子电感与转子位置变化的关系图；

图2是无刷直流电机定子和转子的示意图；

图3是本发明的无刷直流电机驱动控制电路在电动工具上应用的电路框图；

图4是无刷直流电机在6拍时检测到的在加载电压的瞬间流过电机绕阻的电流值；

图5是本发明的无刷直流电机驱动控制电路的工作流程图。

具体实施方式

无刷直流电机中绕于铁芯的载流线圈，通入的电流增加，铁芯中磁通量增大。当铁芯中所有的磁场朝同一个方向排列时，磁通量不再随电流的增加而增大，铁芯达到饱和状态。线圈电感随磁路饱和状态变化，不是一个常量。当外加磁场作用于线圈时，电感会随着外磁场的变化而变化，当外磁场方向与电流产生的磁场方向一致时，产生增磁作用，磁路饱和增加，电感减小。反之，产生去磁作用，饱和减弱，电感增大。