[发明专利]一种无传感器无刷直流电机变负载运行控制方法

摘要

本发明公开了一种无传感器无刷直流电机变负载运行控制方法，包括四个阶段：初始预定位阶段，采用电流闭环控制方式将电机锁定至预定位置，并以固定换相时间连续切换功率管开关状态使电机定子形成旋转磁场，带动转子旋转；强制同步阶段，利用电流闭环调节时输出占空比随反电势变化的原理估计换相位置，从而实现定子旋转磁场与转子磁场之间的强制同步，带动电机转速加速转动；反电势过零检测阶段，利用过零点检测电路获取换相位置，连续2‑3个换相周期内，未导通相滤波后反电势都足够大，能够正确计算过零点时完成平稳过渡切换；稳定运行阶段，由转速开环切入转速闭环运行阶段，通过转速闭环控制加电流闭环控制实现电机转速调节。有效解决了外界扰动以及变负载导致电机启动失败的问题，扩大了无位置传感器无刷直流电机的使用范围。

主权项

1.一种无传感器无刷直流电机变负载运行控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：S10.电机预定位步骤：首先对无刷直流电机进行预定位，将预定位电流设置为0.7倍的额定电流，电机电流采用闭环控制，驱动无刷直流电机的电机轴转动；S20.电机预定位步骤结束后，检测无刷直流电机是否能够正常旋转，即，使得电机以0.9倍的额定电流和固定换相时间强制转动一圈；如能正常旋转的话，电机进入开环加速环节；否则显示故障，封锁所有PWM输出；S30.电机能够正常旋转后进入加速的第一个阶段：强制同步阶段；利用恒流升频控制：电机电流采用PI闭环控制，在强制同步阶段始终保持0.9倍的额定电流，使电机平滑加速；当PI调节后输出的占空比连续2个中断周期小于前一次换相的间隔内最小占空比的1.1倍时，即认为转子已经旋转到位，立即进行换相；在换相的同时，如果连续2‑3个换相周期内，未导通相滤波后的反电势都足够大，能够正确计算过零点，则强制同步阶段结束；S40.随后进入加速的第二个阶段：反电势观测阶段；电机进入反电势观测阶段，继续用0.9倍的额定电流来对电机进行加速，在这一阶段里，同样需要电流环来保持电流恒定，且利用反电势法来检测换相时间；当电机转速达到预期值，进入稳定工作阶段，通过反电势检测法实现正常换相，通过调节开关管占空比来调节电流进而控制转速；S50.随后进入第三个阶段：稳定工作阶段；在此阶段无需用0.9倍的额定电流对电机进行加速，而需要用速度环对电机的转速进行控制；通过反电势检测法实现正常换相，通过调节开关管占空比来调节电流进而控制转速；此时即使负载变化，也可以通过双闭环控制使电机转速稳定在某一恒定值附近；其中，所述方法从预定位阶段至进入稳定工作阶段的全过程均采用电流闭环控制；转速则是在稳定工作阶段切入闭环控制。