[发明专利]一种直流无刷电机换相位置监测方法

权利要求书

1.一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述方法为：

判断电机的最佳换相位置，针对理想方波和存在偏移角两种情况时计算得到理想换相位置，并进行仿真分析；

在获取理想换相位置后，对换相位置开环控制方法进行计算分析，对高速电机换相位置误差进行开环校正；

分析虚拟中性点电压积分与换相位置关系，针对换相位置进行闭环控制。

2.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述电机的最佳换相位置包括在理想方波情况下以及存在换相偏移角δ两种情况下的进行对家换相位置的计算，在理想方波情况下，电机在反电动势过零点后30度处换相将使电流不变时输出最大的电池转矩。

3.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述换相偏移角δ小于0时电机超前换相，δ大于0时电机滞后换相，电机滞后换相时，线反电动势造成的影响相对的超前；电机超前换相时，线反电动势造成的影响相对的滞后，根据下式计算δ的数值解，

根据δ的数值解能够离线获得电机的理想换相位置。

4.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述电机的最佳换相位置确定后进行仿真分析，分析验证超前换相、滞后换相产生的影响，对最佳换相位置进行判断是否符合最佳换相位置要求。

5.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述换相位置开环控制方法中首先确定换相位置误差来源，通过延时度的开环补偿方式进行补偿，保证换相切换过程的稳定性，建立换相位置开环控制仿真模型进行仿真分析。

6.如权利要求5所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述换相位置误差来源确定过程中，高速电机无位置传感器控制通过检测非导通相端电压的过零点来控制换相，由于端电压的波形会受到换相、电流纹波的干扰，必须进行滤波，滞后角度将随着电机转速的升高而增大，均会导致出现误差，对电机运行产生影响。

7.如权利要求5所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述延时度的开环补偿方式为：将在0度处的反电动势过零点延时90度，对应的产生第n+1拍的换相信号，而原来的第n拍由上一次过零事件延时90度触发，此时为将滞后的换向位置提前至90度处，在滤波后的过零点θ_n处延时度，实现了当大于30度时的误差补偿。

8.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，基于虚拟中性点电压积分与换相位置关系进行闭环控制，换相位置开环控制通过滤波电路参数和实验计算出不同转速对应的滤波相移和软硬件延时，在这种离线的计算方式中，相移的计算只考虑了反电动势的基波，与实际过零点的相移存在误差；当滤波电路发生变化时将计算出错误的相移角；软硬件延时的测量以及数值计算也会引起偏差，而开环控制无法抑制这些偏差的影响，在外接虚拟中性点的无传感器方法中，中性点电压的波形与电机实际的换向位置存在固定的关系，可以根据此种关系，通过在线的闭环控制方法来抑制偏差。

9.如权利要求8所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述虚拟中性点电压积分与换相位置关系中，根据换相偏移角度δ为0，即延时30度换相时以及换相偏移角度不为0，即电机超前或滞后换相时，分析不同电路状态时的U_sm。

10.如权利要求1所述的一种直流无刷电机换相位置监测方法，其特征在于，所述换相位置进行闭环控制方法确定后，进行分析和仿真，确定最佳的换相位置和换相方法。