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1、基于数字信号处理器的无位置传感器无刷直流电机起动方法刘和平,杨庆,游陶(重庆大学美国微芯公司PIC单片机实验室,重庆400044)摘要:对反电动势检测转子位置的无传感器无刷直流电机的控制方法进行了研究。分析了几种常用的电机起动方法。阐述了利用dsPIC30F6010芯片实现无位置传感器无刷直流电机预定位起动的方法,给出了相电流和转速波形。试验结果表明,该方法具有起动稳定、可靠的特点。关键词:数字信号处理器;无刷直流电机;无位置传感器;预定位起动;反电势中图分类号:TM301.2文
2、献标识码:A文章编号:1673-6540(2007)03-0028-04StartingMethodsofSensorlessBrushlessDCMotorBaseonDSPLIUHe-ping,YANGQing-yu,YOUTao(UnitedPICLaboratoryofMicrochipCompanyChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstract:Thecontrolmodeonback-EMFdetectofsensorl
3、essBLDCmotorwasstudied.Severalfrequentmeth-odsofmotorstartingwereanalyzed.Thepre-positionmethodusingdsPIC30F6010torealizethestartingofsensorlessBLDCmotorwasexpounded,andthewaveformofphasecurrentandtorqueweregiven.Thepresentedmethodfeauresofstartingwi
4、thstabilityandreliabilitywasveritiedbyexperimentalresults.Keywords:digitalsignalprocessor;brushlessDCmotor;sensorless;pre-positionstarting;back-EMF电动势的自起动一般有以下几种方法。0引言(1)三段式起动法:该方法是按他控式同步近年来,随着电力电子技术和控制技术的发电动机的运行状态从静止开始加速,直至转速足展,采用数字控制的无位置传感器控制技术
5、,已成够大,再切换至无刷电动机运行状态,实现电机起为今后无刷电机控制的发展趋势。目前常见的无动。在小惯量的条件下,三段式起动过程一般都位置传感器控制多为反电动势控制。由于无刷直能够成功实现,但在切换阶段往往运行不平稳;当流电机在没有起动时候,速度为零,相应的也就没电机重载时,切换阶段往往会发生失步,导致起动有反电动势,就不能实现自起动。近年来,针对无失败。刷直流电机起动问题提出了很多方法,但是都存(2)升频升压法:电路通以电流后,加在接地在一定的问题。本文采用微芯公司专为高性能电电容上的电压Uc
6、便缓慢上升。通过控制脉宽调机控制与功率转换设计的新款数字信号控制器制(PWM),使得PWM占空比随Uc变化,以控制dsPIC30F6010进行设计,采用预定位法实现直流绕组导通的脉冲宽度,也就控制了加在绕组上的无刷电机的起动。电压。附加的起动电路加大了电机的尺寸,对于较多应用于微型电机的无刷电动机是个障碍,而1无位置传感器起动方法的选取且使得电机可靠性降低。在静止或低速状态下,反电势值为0或很小,(3)短时检测脉冲转子定位起动法:当对定无法用反电势法来判定转子的位置,所以实现反子绕组施加固
7、定脉宽的检测脉动后,不同的检测28峰值脉冲电流对应不同的铁心电感;通过成对比定的初始位置,然后改变电机的通电状态,在电磁较铁心线圈电感的大小,逆推回去,就可检测出转力矩的作用下转子向一个确定位置转动。在转动子的位置,从而实现转子的定位。此法是建立在过程中把电机切换到无刷电动机运行状态,利用铁心电感磁饱和性质基础之上的。若电机定子绕反电动势法检测转子位置。该方法起动可靠,实组不是铁心线圈,而是空心线圈或电机转子本身现简单、方便,对于任意转子初始位置角,都能可是一个标准的圆柱状永磁体,则以上方法
8、的可靠靠实现预定位,保证电机从零速度起动并快速切性将降低。因为这样很难准确区分出6个电流脉换到无传感器闭环方式运行。冲峰值的大小,从而无法实现转子的定位,也无从2预定位起动法实现自起动实现电机的可靠起动。综合以上方法的一些优缺点,决定在本系统要用预定位起动法实现自起动可先以采用预定位起动法。该起动法在起动初始时,使dsPIC30F6010为核心搭建一个无刷直流电机的电机有一个确定的通电状态,转子旋转到一个确最小控制系统,如图1所示。图1无刷直流电机的最小控制系统从图1可以看出,系统选
