[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，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，将三相定子绕组的X、Y、Z与电机中点n连接在一起；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×IMax,其中，IMax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VAB，向绕组BY和AX的串联组合注入电压矢量VBA，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VCB，向绕组AX和CZ的串联组合注入电压矢量VAC，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根据以上预定位方式把无刷直流电机的转子位置预定位在60°范围内；步骤2、转子位置精确定位，具体为：根据步骤1中S14的转子位置判断结果，先确定N极所在电角度区域，然后确定该角度区域之外离该角度区域最近的两个绕组，对该两个绕组通电流，最终使得转子N极向靠近其所在角度区域中的线圈靠近；其中，对所述两个绕组通电流后，确认该两个绕组作为所述S11中确定的3种串联组合方式的哪一种组合方式，然后对另外2种组合分别进行通电，并得到两个电流矢量，判断该两个电流矢量之差是否小于或等于所述参考阈值ΔI，如果是，结束精定位，执行步骤3；如果否，以此类推，继续给两个最近绕组通电，直到所述电流差小于或等于参考阈值ΔI；步骤3、启动电机。