[發明專利]寬調速范圍無刷直流電機無位置傳感器控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201210002813.5
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102545749A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 崔巍;付江波;駱苗;苗會彬
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種寬調速范圍無刷直流電機無位置傳感器控制裝置，包括直流電源（1）、三相逆變器（2）、無刷直流電機（3）、三相逆變器功率器件驅動電路（4）、微控制器（5）和轉子位置檢測電路（6），其特征在于：所述直流電源（1）經所述三相逆變器（2）與所述無刷直流電機（3）連接；所述轉子位置檢測電路（6）連接所述無刷直流電機（3）進行檢測后輸出的信號直接連接至所述微控制器（5）的模數轉換輸入引腳；所述微控制器（5）的六路輸出經所述三相逆變器功率器件驅動電路（4）連接至所述三相逆變器（2）；

所述三相逆變器功率器件驅動電路(4）采用IR2136型三相功率驅動器，其HIN1、LIN1、HIN2、LIN2、HIN3和LIN3引腳連接微控制器（5），HO1、VS1、LO1、HO2、VS2、LO2、HO3、VS3和LO3引腳連接到三相逆變器（2）；所述微控制器（5）采用XC878型單片機，其AN0、AN1和AN2引腳連接轉子位置檢測電路（6），CC60、COUT60、CC61、COUT61、CC62和COUT62引腳連接三相逆變器功率器件驅動電路（4）；所述轉子位置檢測電路（6）由一個分壓電阻網絡組成；功率逆變器采用兩兩導通的6拍工作模式，兩管導通時全部采用PWM斬波控制方式。

2.一種寬調速范圍無刷直流電機無位置傳感器控制方法，采用根據權利要求1所述的寬調速范圍無刷直流電機無位置傳感器控制裝置進行控制，其特征在于控制步驟如下：由微控制器XC878中的模數轉換通道對電機三相繞組的端電壓進行采樣，用基于壓差轉換方法的信號處理算法對三相繞組的端電壓采樣信號進行處理，得到含有斷開相反電勢信息且幅值為實際反電勢幅值兩倍的反饋信號，并使之與零電位進行比較，兩者值相等的時刻視為獲得反電勢過零點的時刻，以此作為電機繞組換相的依據來實現無刷直流電機的無位置傳感器控制；具體步驟如下：首先進行換相；接著啟動XC878單片機內嵌的模數轉換單元采樣三相繞組的端電壓；然后單片機將采樣值經過基于壓差轉換的信號處理方法進行處理，得到的反饋值?與零電位進行比較，二者值相等的時刻為獲得反電勢過零點的時刻，此時記錄下從換相到反電勢過零點所經歷的電角度對應的時間；以和當前換相周期為依據，將下一個換相周期更新為，以響應速度的變化；重復以上過程，得以實現無刷直流電機的無位置傳感器控制。

3.根據權利要求2所述的寬調速范圍無刷直流電機無位置傳感器控制方法，其特征在于所述基于壓差轉換的信號處理方法為：通過微控制器的模數轉換通道對電機三相繞組的端電壓進行采樣；利用電機三相繞組的端電壓采樣值，分別計算相序相對于斷開相超前相的繞組端電壓和斷開相繞組端電壓之間的電位差以及斷開相繞組端電壓與相序相對于斷開相滯后相的繞組端電壓之間的電位差，計算公式分別如式（1）和（2）所示；然后計算和之間的電位差，計算公式如式（3）所示；即為經壓差轉換方法處理后包含反電勢信息的反饋信號，其幅值為實際斷開相反電勢幅值的兩倍，且過零點時刻相同；

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