基于定子磁势闭环控制的无刷直流电机空间矢量无位置传感器起动新方法

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1、第46卷第1期2014年2月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics基于定子磁势闭环控制的无刷直流电机空间矢量无位置传感器起动新方法马晓涵邓智泉王晓琳(南京航空航天大学自动化学院，南京，210016)V01．46No．1Feb．2014摘要：针对无位置传感器的永磁无刷直流电机开环起动转矩脉动大、起动成功率低的问题，分析了基于三三导通三相逆变器的电压空间矢量调制(Spacevectorpulsewidthmodulation，SV

2、PWM)控制，并推导了三相星形连接下的定子合成磁势矢量与电流最大相磁势矢量的关系。在此基础上，提出了一种在前级增加定子磁势调节的起动控制策略并对其进行简化。该起动算法不依赖于电机转子凸极性和初始位置，并有效控制了起动电流大小和抑制了起动转矩脉动，电机开环起动性能比传统的升频起动显著提高。最后通过仿真和实验验证了该起动控制算法的有效性。关键词：无刷直流电机；无位置传感器起动；电压空间矢量调制；定子磁势闭环中图分类号：TM301文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)01—0044—07NewSens

3、orlessStartingMethofBLDCMBasedonSVPWMandStatorMagnetomotiveForceControlMaXiaohan，DengZhiquan，WangXiaolin(CollegeofAutomationEngineering．NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inopen—loopstartingprocessofbrushlessDCmotor(BLD

4、CM)withoutpositionsensors，pul—sationsoftorqueandspeedarelargeandmotorcannotevenstartsuccessfully．Tosolvethoseproblems，spacevectorpulsewidthmodulation(SVPWM)controlschemaofthree—phaseinverteremploying180。switch—onmodeisanalyzedandappliedtoBLDCM．Moreover，relat

5、ionshipbetweenthecomposedstatormagnetomotiveforceandcurrentmaximumphase’SmagnetomotiveforceisderivedwithwindingsinYconnection．Hence，anewstartingcontrolmethodcombingstatormagnetomotiveforceregulationwithSVPWMisproposed．Furthermore，calculationofthecomposedstat

6、ormagnetomotiveforceissimpli—fied．Theproposedstartingmethodisindependentonsaliencyorinitialpositionofrotor．Itcanalsoef—fectivelysuppressripplesofspeedandtorque，SOitsstartingperformanceisgreatlyimprovedcomparedwithconventionalvariable—frequencyopen—loopstart．

7、Finally，validityofthepresentedmethodisveri—fledbysimulationandexperiment．Keywords：brushlessDCmotor(BLDCM)；sensorlessstart；spacevectorpulsewidthmodulation(SVP—WM)；statormagnetomotiveforceregulation永磁无刷直流电机(BrushlessDCmotor，BLDCM)因具有结构简单、无换向火花、调速性能好、运行可靠且无励磁损耗

8、、维护方便、高效节能等一系列优点得到广泛应用。电机的正确运行需要位置传感器提供转子永磁体的位置信号，而位置传感器的存在会带来许多缺点。如果能够不采用位置传感器，而是通过测量逆变器和电机某些电参量获得位置和速度的信息，将大大减少电机的制造成收稿日期：2013—10—08；修订日期：2013—12—19通信作者：邓智泉，男，教授，博士生导师，E—mail：dzq@nuaa．edu．cn。第