[發(fā)明專利]無刷直流電機反電勢過零檢測電路及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210466774.4
• 申請日: 2012-11-06
• 公開（公告）號: CN103018541A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 朱俊杰
• 申請（專利權）人: 中南林業(yè)科技大學
• 主分類號: G01R19/175
• 分類號: G01R19/175
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于機械工程領域，涉及一種無刷直流電機反電勢過零檢測電路及檢測方法。?

背景技術

無刷直流電機具有體積小、質量輕、效率高、損耗小等特點，不僅已大規(guī)模應用于航空、航天、機械、汽車等工業(yè)應用領域，還廣泛應用于空調、冰箱、電動單車等民用領域。通常，無刷直流電機一般采用位置傳感器確定電機轉子位置，但安裝位置傳感器提高了系統(tǒng)成本、增加了系統(tǒng)復雜性，降低了系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力，因此無位置傳感器無刷直流電機控制技術已成為電機控制領域研究的一個熱點。目前，對無位置傳感器無刷直流電機的研究主要有反電動勢過零檢測法、續(xù)流二極管導通檢測法、磁鏈法、反電動勢三次諧波檢測法等方法。由于反電勢法實現(xiàn)簡單，不需要設計復雜的硬件電路，系統(tǒng)構成成本比較低，技術方案比較成熟，因此是一種應用場合最多的轉子位置檢測方法。國內外許多學者都對此方法進行了深入研究，提出了很多不同的反電勢過零檢測方法。反電勢過零檢測方法不需要實際中性點信號，實現(xiàn)起來簡單，但是由于低轉速時反電勢幅值很小，而且是經(jīng)過電阻分壓后才獲取的信號，與虛擬中性點電壓相比較電壓幅值更低，導致反電勢過零電路在電機啟動或低速期間無法有效工作。而當電機處于高速運行狀態(tài)時，過高的反電勢將嚴重影響反電勢過零檢測電路正常工作，甚至損壞過零檢測電路，從而無法保證電機在高速狀態(tài)下正常運行。因此，基于反電勢的無位置傳感器無刷直流電機調速范圍具有一定的局限性。?

因此，有必要設計一種新型的無刷直流電機反電勢過零檢測電路及檢測方法。?

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種無刷直流電機反電勢過零檢測電路及檢測方法，該無刷直流電機反電勢過零檢測電路及檢測方法能有效檢測反電動?勢過零信號，電路簡單，易于實施，易于控制，能保證電機工作于更寬的轉速范圍內。?

發(fā)明的技術解決方案如下：?

一種無刷直流電機反電勢過零檢測電路，所述的無刷直流電機的三相繞組通過橋式逆變器與直流電源相連，橋式逆變器由6個功率開關管連接而成；其特征在于，包括用于檢測A、B和C相的反電動勢過零的三個結構相同的檢測模塊；?

每一個檢測模塊包括比較器和兩個結構及電路參數(shù)相同的電子開關分壓模塊；?

第一電子開關分壓模塊的第一輸入端連接對應相繞組的端點，第一電子開關分壓模塊的第二輸入端連接控制信號DSP_EMF_CONTROL，第一電子開關分壓模塊的輸出端接比較器的第一輸入端；?

第二電子開關分壓模塊的第一輸入端連接參考信號Vref，第二電子開關分壓模塊的第二輸入端連接控制信號DSP_EMF_CONTROL，第二電子開關分壓模塊的輸出端接比較器的第二輸入端；?

比較器的輸出端輸出對應相的反電勢過零信號。?

每一個所述的電子開關分壓模塊包括第一分壓電阻(rl)、第二分壓電阻(r2)、第三電阻(Rc)和第四電阻(Rb)、濾波電容(c)和NPN型的三極管；?

第一分壓電阻的一端為電子開關分壓模塊的第一輸入端；第一分壓電阻的另一端通過第二分壓電阻接地；濾波電容與第二分壓電阻并聯(lián)，第一分壓電阻與第二分壓電阻的連接點為電子開關分壓模塊的輸出端；?

第一分壓電阻與第二分壓電阻的連接點通過第三電阻接三極管的C極；三極管的B極經(jīng)第四電阻接電子開關分壓模塊的第二輸入端；三極管的E極接地；?

無刷直流電機的導通方式為兩兩導通方式，即在工作時，具有H_PWM_ON-L_ON和H_PWM_OFF-L_ON兩種模式，上橋臂采用PWM調制，下橋臂采取直通模式，其中H_PWM_ON-L_ON是上橋臂PWM調制信號為高電平時期，H_PWM_OFF-L_ON是上橋臂PWM調制信號為低電平時期；?

控制信號DSP_EMF_CONTROL的占空比小于或等于50％時，相電壓采樣是在H_PWM_OFF-L_ON時段，參考信號Vref＝O；?

控制信號DSP_EMF_CONTROL的占空比小于50％時，相電壓采樣是在?H_PWM_ON-L_ON時段，參考信號Vref＝U_d/2；其中U_d為直流母線電壓。?

一種無刷直流電機反電勢過零檢測方法，采用前述的無刷直流電機反電勢過零檢測電路，并基于控制信號DSP_EMF_CONTROL和三個結構相同的檢測模塊分別檢測A、B和C相的反電動勢過零信號，對于A、B、C三相中的任一相，有：?