基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制_李志强

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1、2010年7月电工技术学报Vol.25No.7第25卷第7期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYJul.2010基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制李志强夏长亮陈炜（天津大学电气与自动化工程学院天津300072）摘要提出了基于线反电动势的转子位置检测策略，以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系，得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后，检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势，进而重新安排换相条件来给出六

2、个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系，采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法，系统减少了一路信号检测电路，不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻，避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。关键词：无刷直流电机无位置传感器控制线反电动势过零检测相移补偿中图分类号：TM383APositionSensorlessControlStrategyforBLDCMBasedonLineBack-EMFLiZhiqiangXiaChangliangCh

3、enWei（TianjinUniversityTianjin300072China）AbstractAnovelrotorpositiondetectingmethodbasedonlinebackelectromotiveforce(back-EMF)isproposedtoimplementbrushlessDCmotor(BLDCM)positionsensorlesscontrol.Roundedanalysisisdonetodrawconclusionthatthephasecommutationsho

4、uldbemadeatthemomentofzero-crossingoflineback-EMF.Lineback-EMFsareobtainedbysamplingtwolinevoltagesandphasecurrents.Thecommutationpointsaresettledbyrulesdifferentfromexistingones.ThephasedelayoffilteredlineEMFsisconsideredandcompensatedbyusingadvancedconductio

5、n.Finally,simulationandexperimentalresultsaregiven,fromwhichitcanbeseenthatthecorrecttimeofcommutationpointsareexactlydecidedandthephase-shaftingerrorisavoidedthatoccurswhenordinaryback-EMFmethodisused.Additionally,thesystemisverifiedtobesimplifiedbecauseitnee

6、dslessvoltagedetectingcircuit.Keywords：BrushlessDCmotor(BLDCM),positionsensorlesscontrol,linebackelectromotiveforce(back-EMF)zero-crossingpointdetection,phasedelaycompensation[1-4]来越广泛的应用。无刷直流电机一般靠安装在电1引言机内部的位置传感器检测转子位置，这在一定程度无刷直流电机具有调速范围宽、功率密度高、上增加了电机的成本并降低了系

7、统的可靠性。电磁污染小、运行可靠等显著优点，在伺服控制、无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有电动车辆、机器人技术及家用电器等领域得到了越可靠性高、抗干扰能力强等优点，同时在一定程度上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波国家杰出青年科学基金资助项目（50825701）。动。因此，发展无位置传感器控制技术成为研究热收稿日期2009-02-14改稿日期2009-07-02第25卷第7期李志强等基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制39点，目前已研究出多种无刷直流电机无位置传感器2基于线反电动势的转子位置检

8、测原理控制方法。三相全桥式无刷直流电机拓扑结构如图1所[5-9]（1）相反电动势法。该策略检测无刷直流示。电机三相端电压，计算得到电机相反电动势过零点，再移相π/6电角度得到无刷直流电机换相位置。相反电动势法原理简单，实现方便，应用广泛。[10]（2）续流二极管法。该方法通过检测反向并联在逆变器功率器件上的续流二极管的导通状态来得出转子的位置。续流二极管法灵