一种无位置传感器的内嵌式永磁无刷直流电机控制系统

摘要

本发明涉及一种内嵌式永磁无刷直流电机无位置传感器控制系统，主要由微处理器控制器、IPM模块以及驱动单元、电流检测电路、相电压检测电路、输出显示电路、控制输入电路、内嵌式转子结构的永磁无刷直流电机、驱动及控制电源等部件组成。在定子绕组采用星形连接的内嵌式永磁无刷直流电机中，当其中两相绕组的自感相等时，正好是不通电相的反电势过零点。因此可以在一个PWM周期内连续两次采样非通电相的对地电压，并比较它们的差值就可以判断出非通电相的反电势的过零点，再滞后30°电角度即为下一次的换相时刻，克服传统的无位置传感器控制方法-“反电势过零检测法”在低速时失灵的问题，它能在极低速甚至电机转速接近零时可靠的工作。

主权项

一种无位置传感器的内嵌式永磁无刷直流电机控制系统，包括微处理器控制器(1)、IPM模块以及驱动单元(2)和内嵌式转子结构的永磁无刷直流电机(7)；其特征在于：微处理器控制器(1)根据检测到的电压、电流信号计算出转子的位置信号，产生六路PWM控制信号，PWM控制信号驱动IPM模块以及驱动单元(2)循环导通，并经过IPM模块以及驱动单元(2)变换后，产生宽度随PWM控制信号变化的高压电信号，使内嵌式转子结构的永磁无刷直流电机(7)运转；所述微处理器控制器(1)控制方法是：1)采用“连续二次”定位的方法给永磁无刷直流电机(7)的转子预定位，确定永磁无刷直流电机(7)转子的初始位置；2)在一个PWM周期T内的t1和t2时刻采样不通电相的电势，并计算它们的电势差，其中t1取0.5T0，t2取0.5(T+T0)，T为PWM的周期，T0＝ρT，ρ为占空比；若连续3～5次的差值小于设定值，则认定该相的反电动势过零点；根据上一个循环中两次相邻反电动势过零点相隔60°电角度，从而计算出30°电角度，在反电势过零点的基础上再滞后30°电角度即为下一相的换相时刻；3)所述永磁无刷直流电机(7)每转一周有6次换相时刻，只要测得2次换相时刻的时间间隔就可以计算出2次换相间隔期间的平均角速度；电流环的给定值由对转速环的转速偏差en进行PI运算得到，电流的偏差值ei通过电流PI调解运算变为PWM波占空比，从而控制永磁无刷直流电机(7)的转速。