[發明專利]一種無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法

有效

• 申請號: 200710075424.4
• 申請日: 2007-07-27
• 公開（公告）號: CN101355334A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 齊阿喜;俞明
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H02P6/18
• 分類號: H02P6/18
• 代理公司: 深圳創友專利商標代理有限公司
• 代理人: 喻尚威

1.一種無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法，其特征在于：

依次有以下步驟：

(1)在電機啟動轉速和額定轉速之間等間隔設置至少一個采樣點，通過記錄對應相位延遲的電角度值測繪出速度和相位延遲的關系曲線；

(2)編寫電機控制程序，在采集BEMF的信號處理中加入相位延遲補償程序，使其能在確切的換相點換相；

(3)采用先定位再緩慢加速的方式啟動電機；

(4)在電機到達啟動轉速時，采集BEMF過零點信號，再通過編寫的電機控制程序中的相位補償子程序和換相控制子程序進行計算補償，達到電機穩定運行的效果，

所述步驟(4)中相位補償子程序和換相控制子程序的流程，依次有以下步驟：

1)進入相位和換相補償程序，輸入BEMF采集信號；

2)判斷是否有BEMF過零點信號，如果否，返回主程序；如果是，繼續步驟3)；

3)如果有BEMF過零點信號，讀取定時器時間T；

4)將定時器時間T代入計算公式RPM＝60/(T×N×6)計算出電機當前轉速，式中N為電機極對數；

5)通過已經測繪出的速度和相位延遲的關系曲線，將計算出的當前轉速代入對應速度和相位延遲的關系曲線的程序函數，通過該程序函數計算出與當前轉速對應的相位延遲電角度；

6)根據不同的延遲電角度a，進入不同支路，導通對應的通電相；

7)返回主程序。

2.如權利要求1所述的無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法，其特征在于：

所述步驟(2)中電機控制程序編寫流程依次有以下步驟：

1)主控制器模塊初始化；

2)使BLDCM進入開環啟動運行狀態，從靜止加速到啟動轉速，可以采集BEMF；

3)進入主中斷循環系統，依次有以下操作：

①電流檢測：通過微處理器的AD口采集母線電流，檢測電流情況，并且根據電流值控制PWM構成電流閉環回路；

②BEMF檢測：通過微處理器的I/O口捕獲BEMF模擬過零點的反饋信號，判斷是否有BEMF過零信號發生，如果是，則計算出信號跳變時間和控制換相邏輯次序，如果否，則返回主程序；

③速度計算：通過公式RPM＝60/(T×N×6)計算出電機當前轉速，式中T：BEMF檢測函數提供的信號跳變時間；N：電機的極對數；

④速度調節：判斷額定轉速和計算出的當前轉速是否相等.如果相等，則不需要速度調節，如果不相等，則緩慢調節PWM占空比，使電機最后達到額定轉速；

⑤電流調節：檢測當前母線電流，根據母線電流情況調節PWM占空比，使母線電流更加穩定；

⑥PWM調節：根據速度調節和電流調節的要求，調節PWM占空比；

⑦相位補償：根據速度計算函數提供的電機當前轉速，計算出對應的相位補償值；

⑧換相控制：計算與換相對應的邏輯關系，控制換相時間和等待換相控制。

3.如權利要求1或2所述的無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法，其特征在于：

所述步驟(3)中先定位再緩慢加速的啟動電機方式，依次有如下步驟；

1)首先對電機轉子定位，給固定的兩相動力線通電，并延時一段時間，使電機轉動到一個固定狀態等待；

2)然后對依照需要的通電次序，導通下一項通電，使電機向一個方向旋轉并延時一段時間，再導通下一項，使電機有序的轉動，在轉動過程中逐漸的階梯形增加占空比，并且縮短導通關斷時間，使電機緩慢加速至穩定的啟動轉速后，再保持當前占空比和導通關斷時間。

4.如權利要求3所述的無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法，其特征在于：

所述3)如果有BEMF過零點信號，讀取定時器時間T有以下子步驟：

①停止定時器；

②讀取定時器時間T；

③清零定時器；

④重新開啟定時器。

5.如權利要求3所述的無位置傳感器的無刷直流電機的相位修正控制方法，其特征在于：

所述6)根據不同的延遲電角度a，進入不同支路，導通對應的通電相包括：

當延遲電角度a＜30°時，

①直接通過計算30°-a＝b得到等待電角度b；

②進入等待狀態，當等待時間等于等待電角度b對應的時間時，導通當前項橋臂；

③設置30°導通控制標志位，解決平穩過渡問題；

當30°＜延遲電角度a＜90°時，

①判斷是否是第一次進入該循環，且最后一次進入30°電角度延遲的標志位Last30AngleFlg＝1，如果否，直接計算等待電角度b，如果是，繼續進入下步驟②；

②如果是第一次進入該循環，將最后一次進入30°電角度延遲的標志位Last30AngleFlg標志位清零，Last30AngleFlg＝0，再導通通過BEMF計算的對應的當前項橋臂，使其不用等待一個電角度60°的導通周期；

③計算90°-a＝b得到等待電角度b；

④進入等待狀態，當等待時間等于等待電角度b對應的時間時，導通下一項橋臂；

⑤設置90°導通控制標志位，解決平穩過渡問題；

當90°＜延遲電角度a＜150°時，

①判斷是否是第一次進入該循環，且最后一次進入90°電角度延遲的標志位Last30AngleFlg＝1，如果否，直接計算等待電角度b，如果是，繼續進入下步驟②；

②如果是第一次進入該循環，將最后一次進入90°電角度延遲的標志位Last30AngleFlg標志位清零，Last90AngleFlg＝0，再導通通過BEMF計算的對應的下一項橋臂，使其不用等待一個電角度60°的導通周期；

③計算150°-a＝b得到等待電角度b；

④進入等待狀態，當等待時間等于等待電角度b對應的時間時，導通下兩項橋臂。