[发明专利]一种高速无刷直流电机的控制方法及控制装置

说明书

本发明是一种高速无刷直流电机的控制方法和控制装置，包括：获取无刷直流电机线电压信号u_AB；从换相信号提取电路获取准换相信号H_AB″；根据相角偏差补偿计算公式，计算相角偏差ψ；最后根据获取的准换相信号H_AB″，以及计算出的相角偏差ψ，对准换相信号的下降沿、上升沿分别进行相角补偿、延时，得到实际换相点。该控制装置包括换相信号提取电路模块、相角偏差计算模块、相角补偿模块。本发明通过线电压信号获取电机的无位置换相信号，无需复杂的软件算法，方法简单易实现。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体的说是涉及一种高速无刷直流电机反电势过零点检测的控制方法及控制装置。

背景技术

基于电子换相代替机械换相的无刷直流电机具有可靠性高和效率高的优势，在众多领域得到广泛应用。传统的无刷直流电机利用转子位置传感器来感知转子的位置信息，通过换相逻辑、驱动功率管等，最终控制电机旋转。但是，位置传感器的引入增加了电机的体积、成本和安装难度，在高温、高湿环境下其精度也会受到影响，所以无位置传感器控制技术研究至关重要。

针对该问题，现有技术主要采用的无位置传感器控制方法有：反电势法、反电势积分法、三次谐波法、续流二极管法、状态观测器法等。然而，这些传统的方法要么需要复杂的硬件采集电路，要么需要复杂的软件计算，给实际运行带来困难。

发明内容

为了解决传统的无刷直流电机传感器体积大、成本高、硬件电路复杂等问题，本发明根据反电势法的特征，提出一种基于线反电势的高速无刷直流电机无位置传感器控制方法。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是供了一种高速无刷直流电机的控制方法，包括：

步骤1：获取无刷直流电机线电压信号u_AB；

步骤2：从换相信号提取电路获取准换相信号H_AB″；

步骤3：根据相角偏差补偿计算公式，计算相角偏差ψ；

步骤4：根据步骤2中获取准换相信号H_AB″，以及步骤3中计算出的相角偏差ψ，确定实际换相信号H_AB。

可选地，所述步骤2中的换相信号提取电路通过观察准换相信号的波形图进行参数合理设计，达到滤除线电压中的杂波。

可选地，所述步骤3中的建立的相角偏差补偿计算公式为：

其中，“R”、“C”为所示步骤2中换相信号提取电路的具体电阻、电容的值；“ω”为电机的电角速度，获取方法是根据测量得到的准换相信号相邻的边沿即上升沿与下降沿之间的时间差值来计算。

可选地，所述步骤4中的实际换相信号H_AB可由准换相信号H_AB″进行偏差补偿得到，具体方法如下：

步骤41：根据准换相信号H_AB″的下降沿计算获取换相点ωt＝210°，270°，330°；

步骤42：根据准换相信号H_AB″的上升沿计算获取换相点ωt＝30°，90°，150°。

可选地，所述步骤41中换相点根据准换相信号H_AB″的下降沿计算获取，其H_AB″的下降沿相比于理想线反电势e_AB的过零点延时相角ψ，在检测到下降沿后继续延时60-ψ即可得到一个换相点即ωt＝210°，在此换相点基础上分别延时60°、120°获取另外两个过零点即ωt＝270°，330°。