[发明专利]一种直流无刷电机换相位置监测方法

说明书

本发明公开了一种直流无刷电机换相位置监测方法，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。本发明解决了现有电机换相位置无法准确判定导致电机运行不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体涉及一种直流无刷电机换相位置监测方法。

背景技术

使用方波驱动PMSM时，电机的运行特性与换相位置具有密切关系，不理想的换向位置会引起电磁转矩降低、电流谐波增大。在无位置传感器控制中，端电压检测滤波、软硬件延时等均会导致实际换向位置偏离给定的换相位置。由于高速电机换相周期极短，所以会对这种换相位置误差更为敏感。因此，控制电机在最佳的位置准确换相对电机的稳定运行十分重要。

发明内容

为此，本发明提供一种直流无刷电机换相位置监测方法，以解决现有电机换相位置无法准确判定导致电机运行不稳定的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明公开了一种直流无刷电机换相位置监测方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。