反电势检测方法在无刷直流电动机中的应用.pdf

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1、《电气自动化)2010年第32卷第1期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControl反电势检测方法在无刷直流电动机中的应用ApplicationofBack-EMFDetectingMethodinBrushlessDCMotor兰州理工大学(甘肃兰州730050)王兴贵黄志勇孙宗宇(LanzhouUniversityofScienceandTechnology，LanzhouGansu730050China)WangXingguiHuangZhiyongSunZongyu摘要：在无刷直流电动机等效原理图的基础上，设计了反电势法转子位置检测电路；并分析了在

2、不同的PWM调制方式下电动机端电压变化规律，通过公式推导和实验证明了采用单斩调制方式时，能有效抑制电动机端电压的波动；并采用同步起动方式，解决了无位置传感器无刷直流电动机静态下的起动问题。关键词：无刷直流电动机反电势检测方法PWM调制方式Abstract：Inthispaper，theBack—EMFdetectioncircuitisdesignedbasedontheschematicdiagramofbrushlessDCMotor．AndvariationrulesinterminalvoltageareanalyzedindifferentPWM—modulatedmodes．

3、Thruoghtheformulaandexperiment，provethatthesinglePWM．modulatedmethodcanrestrainthefluctuationofterminalvoltage．Intheend，thesynchronizingstarting—upmethodisproposedtostartthebrushlessDCmotorinstaticstate．Keywords：brushlessDCMotortheBack—EMFdetectingmethodPWM—modulatedmethod【中图分类号]TM921[文献标识码]A[文章编

4、号】1000—3886(2010)01．0020—031引言相信号。然而实际在梯形波磁通分布的无刷直流电动机(BrushlessDCMotor，简应用中，直接检测称BLDCM)中，任意时刻总是两相导通，另一相可做传感器使用，定子绕组反电势e因此适合进行无位置传感器控制。而常用的位置检测方法有：反具有检测电路复电势法、扩展卡尔曼滤波法、磁链估计法等。其中，反电势检测法杂，不易实现的缺点。因此，本文中图2BLDCM等效原理图具有算法简单、易实现、可靠性高等优点而被广泛的采用⋯。该方法是利用电机旋转时各相绕组中反电势过零点信号来控制电机通过检测BLDCM绕组端电压的方法间接得到反电势的过零点，

5、换相。本文着重研究反电势法在无位置传感器BLDCM中的应用。即端电压法。2．2端电压法的等效分析2反电势过零检测法端电压法即将BLDCM中性点电压作为电压基准，以端电压2．1反电势检测原理的过零点作为换相信号。然而，大部分BLDCM都没有中性点引出电机运行时，由于定子绕组切割转子磁场，在定子绕组中产线，不能直接检测出中性点电压，因此需要重构电动机的中性点。生反电势e。e的大小正比于电机的转速和气隙磁密，并随转子极分析BLDCM的等效原理图，如图2所示：性的改变而改变。当e的正方向确定后，e随转子极性的改变而出当A、B相导通C相悬空时，电压平衡方程如下：现正负变化。在两相导通三相六状态全桥

6、驱动电路中，假设导通相流过的电流为矩形波，则在定子三相绕组中将产生梯形波反电：++UN势e，如图1所=Ri66+示。从图中可以U【At看出，理想状态Ri++ef+UNII广]IInt下e的过零点超=一，ic=0，e=一eb前电机换相点B30。电角度。因此由方程(1)，得：=手+(2)FIII＼f=—日只需将检测到反(重构中性点电压)C电势的过零点延。迟30。电角度，即可知，若以作为重构的电机中性点电压，即基准电压，则图1反电势检测原理图可作为电机的换端电压的过零点信号与反电势的过零点信号重合。因此可20IElectricafAutomation电气传动和自动控制《电气自动化)}2010年

7、第32卷第1期ElectricDrive＆AutomaticContro『以通过检测的过零点信号间接得到e的过零点信号。图5所示，图5(a)电压平衡方程如下同理，当A、B相分别悬空时，可得A、B相的反电势过零点信o=Ri++号，且分别超前c相120。和240。电角度。U=b++e_．H}N2．3反电动势检测电路(4)基于上述原理设计检测电路如图3所示。、、分别为采U=Ri：++U样的电机定子三相绕组端电压，经低通滤波器连接于比较器的