无位置传感器无刷直流电动机无反转起动及其平滑切换.pdf

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1、2009年11月电工技术学报Vol.24No.11第24卷第11期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYNov.2009无位置传感器无刷直流电动机无反转起动及其平滑切换张智尧林明耀周谷庆（东南大学电气工程学院南京210096）摘要提出了一种隐极式无刷直流电动机的无反转起动及其平滑切换新方法。根据电动机定子铁心饱和效应，采用短时脉冲检测方法实现转子定位与加速。针对“三段式”起动方法切换的缺点，提出了在一定转速时关闭所有开关器件，利用电动机端电压波形与导通相之间的对应关系实现平滑切换的方法。反电动势

2、过零点检测选在PWM调制信号开通状态结束时刻，在对端电压进行采样后由软件算法确定真实过零点。样机试验结果验证了本文提出方法的可行性和有效性。关键词：无刷直流电动机无位置传感器控制无反转起动反电动势法平滑切换+中图分类号：TM361Anti-ReverseRotationStartupandSmoothlySwitchingofSensorlessBrushlessDCMotorZhangZhiyaoLinMingyaoZhouGuqing(SoutheastUniversityNanjing210096China)AbstractInthi

3、spaper,anovelanti-reverse-rotationstartupandsmoothlyswitchingmethodforanon-salientpolebrushlessDCmotor(BLDCM)ispresented.Usingshortpulsesensingmethodbasedonthesaturationeffectofthestatoriron,therotorcanbelocatedandaccelerated.Thedrawbacksofthe“3-stagestartupmethod”areanaly

4、zed,andthemotorisswitchedsmoothlyaccordingtotherelationshipbetweentheterminalvoltagewaveformandcommutationphases,whenallthepowerdevicesareturnedoff.ThebackEMFzero-crossingpointdetectionisconductedattheendofPWMon-stateandthetruezero-crossingpointisextractedfromtheproposedal

5、gorithm.Theexperimentalresultsverifiedthefeasibilityandvalidityofthesuggestedmethod.Keywords：BrushlessDCmotor,sensorlesscontrol,startingwithoutreverserotation,backEMFmethod,switchsmoothly的运行。由转子预定位、外同步加速和自同步运行1引言三个阶段构成的“三段式”起动法，以其简单实用无刷直流电动机（BLDCM）无位置传感器控制的优点被应用于BLDCM的起动，但

6、这种方法也存具有结构简单、控制方便和运行可靠等许多突出优在明显的缺点，如预定位阶段可能出现转子反向转[1-2]点，基于反电动势检测法的BLDCM控制技术已在动且对于负载变化的适应性差，在电动车等领域工业和商业领域获得了广泛应用。由于电动机绕组并不适用。中感应的反电动势大小与转子转速成正比，电动机为了克服“三段式”起动法的缺点，文献[3-7]在静止或低速运行时反电动势为零或很小，致使反对基于定子铁心饱和效应的BLDCM转子位置检测电动势法不再适用，必须采用其他方法控制电动机技术进行了研究。文献[3]通过检测对已充电的定子绕组进行放电所需要的时

7、间来确定转子位置，这种方法的缺点是先要选择一定的充电时间给绕组充收稿日期2008-09-12改稿日期2008-11-24第24卷第11期张智尧等无位置传感器无刷直流电动机无反转起动及其平滑切换27电，且只适用于初始位置检测。文献[4-7]对文献[3]中的方法进行了修正，通过比较固定宽度电压脉冲下定子电流的响应峰值来得到转子位置，这种方法的灵活性强，对电压脉冲宽度的调整较为方便。本文提出的无刷直流电动机短时脉冲检测方法也是基于定子铁心的饱和效应，它可以快速而准确地检测出转子初始位置，使电动机从静止加速切换(a)定、转子磁通方向相同(b)定、转

8、子磁通方向相反至反电动势换相运行方式。反电动势过零点检测选在PWM调制信号开通状态结束时刻，减小了开关噪声对端电压检测的影响。通过电阻网络分压后对三相端电压信号进行采样，由软件算