[发明专利]一种无位置传感器无刷直流电机的电流闭环启动方法

说明书

本发明公开了一种无位置传感器无刷直流电机的电流闭环启动方法,利用转子初始位置预定位与精确定位相结合的电流闭环启动方法，只需一个电流传感器，成本低，可靠性高，能保证系统在整个启动过程中均处于电流闭环工作状态，不会出现失步与启动失败现象；常规预定位一般只能将转子定位在60°电度角空间内，电流比较阈值实现了精准预定位与优化定位，可以将转子定位进一步精确到±6°电度角空间内，从而保证电机在启动时得到最理想启动转矩；传统启动方式为开环控制，而新技术采用电流阈值比较作为反馈量进行闭环，不需要预先确定电机负载、电路启动参数等，保证了启动过程中电机在定位、加速、切换等各个环节中均形成闭环控制。

技术领域

本发明属于技术领域，具体涉及一种无位置传感器无刷直流电机的电流闭环启动方法。

背景技术

无刷直流电机无位置传感器技术解决了在不使用位置传感器的情况下捕获转子位置信息的方法，从而准确实现对电机换相控制。但是，当电机静止时或电机处于低速运行状态时无位置传感器技术存在无法获取转子位置信息或获取困难的问题，尤其是电机在启动加速过程中转子位置更难以判断，因此无位置传感器无刷直流电机控制系统必须使用专用的启动与加速装置。三段式启动法、升频升压启动法、多脉冲检测法等方法已成为目前广泛采用的方法。但是以上启动技术对转子位置的判断，需要根据电机参数，所带负载大小预先对启动装置参数进行设置，因此是一种开环控制，难以适应对不同型号或不同负载下电机的启动，换相提前或滞后都将引起过流或失步现象，更严重的将会导致启动失败。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种无位置传感器无刷直流电机的电流闭环启动方法，能够实时跟踪转子当前所在位置，并及时进行换相，保证电机可靠启动。

一种无刷直流电机的电流闭环启动方法，所述无刷直流电机的三相电源信号分别对应AX、BY和CZ三相定子绕组，其中，启动方法包括如下步骤：

步骤1、转子位置预定位，具体包括如下步骤：

S11、针对直流电机的三相定子绕组AX、BY和CZ，将三个绕组进行两两串联组合，得到3种组合方式，将三种组合分别施加一个电压V矢量脉冲，电机母线采集得到3个矢量电流；然后将三种组合再分别施加反向电压矢量脉冲，电机母线采集又得到3个矢量电流；

S12、设定电流比较的参考阈值为ΔI＝0.2×I_Max,其中，I_Max表示S11中得到的六个矢量电流I₁～I₆中的最大值；然后使用虚线L1～L6将转子转动的360度电角度均分成6个角度区域，其中，线段L1L2，为绕组AX、BY的角平分线，线段L3L4为绕组BY、CZ的角平分线，线段L5L6为绕组CZ、AX的角平分线；

S13、向绕组AX和BY的串联组合注入电压矢量V_AB，向绕组BY和AX的串联组合注入电压矢量V_BA，采集母线电流分别为I₂和I₅，然后判断：如果I₂>I₅且|I₂-I₅|>ΔI，则转子的N极在线段L1L2的左侧，否则转子在线段L1L2的右侧，由此将转子定位在了180°的电角度区域中；

S14、向绕组CZ和BY的串联组合中注入电压矢量V_CB，向绕组AX和CZ的串联组合注入电压矢量V_AC，然后采集得到母线电流I₃与I₁，按照表1判断转子位置；

表1