检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的方法

摘要

本发明公开了一种利用中性点电压检测无位置传感器的无刷直流电机转子位置的方法。所述无刷直流电机的转子结构为凸极式，即电机的转子d轴电感Xd不等于电机的q轴电感Xq，该方法通过对所引出无刷直流电机定子绕组的中性点电压进行检测来计算两两通电方式的无刷直流电机转子位置，再滞后30度电角度即可确定换相时刻。本发明既有反电动势法实施简单的优点，又具有电感法与电机转速无关的特点，能在转子转速接近为零到高速时较好地确定转子的位置，可靠准确地换相。

主权项

一种利用中性点电压检测无位置传感器的无刷直流电机转子位置的方法，所述无刷直流电机的转子结构为凸极式，即电机的转子d轴电感Xd不等于电机的q轴电感Xq，该方法的特征为：通过对所引出无刷直流电机定子绕组的中性点电压进行检测来计算两两通电方式的无刷直流电机转子位置，确定换相时刻；其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步：在无位置传感器的无刷直流电机功率电路中，采用H_PWM-L_PWM脉宽调制控制方式，即上下桥臂开关管均进行PWM调制，与PWM调制信号对应的上下桥臂开关管均导通时，电源对定子绕组电感充电，当与PWM调制信号对应的上下桥臂开关管均关断时，定子绕组电感通过电源放电，采用120度的方波信号为包络线的调制脉冲序列，从而使电机各绕组有接正电源、接负电源和不接电源而悬空三种状态；第二步：在每个PWM周期内对中性点对地电压采样2次，采样时刻分别为t/2时刻和(T+t)/2时刻，所述t/2时刻位于与PWM调制信号对应的上下桥臂开关管均导通时间的中点处，(T+t)/2时刻位于与PWM调制信号对应的上下桥臂开关管均关断时间的中点处，其中T为PWM周期，t为一个PWM周期内导通的时间；计算这2次采样时刻的中性点对地电压的电压差，若检测到在一个PWM周期内的2次中性点对地电压的电压差小于设定的阈值，即可判断中性点电压等于母线电压的1/2，则有如下结论：若A、B相通电，C相悬空，此时电机转子位于60°或240°电角度处，C相反电动势为0；若A、C相通电，B相悬空，此时电机转子位于120°或300°电角度处，B相反电动势为0；若B、C相通电，A相悬空，此时电机转子位于180°或360°电角度处，A相反电动势为0；第三步：判断出悬空相的反电动势过零点后，再滞后30°电角度即可确定该悬空相的换相时刻，即测得某相过零点后，还要一段延迟时间后才能换相。