[實用新型]一種無刷直流電機無位置傳感器控制裝置

有效

• 申請號: 201220330565.2
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN202737796U
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 曹巳甲;曹英健;仲悅
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P1/18
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 盧慧

技術領域

本實用新型涉及可以大功率應用的無刷直流電機無位置傳感器控制技術，具體涉及一種無刷直流電機無位置傳感器控制裝置。

背景技術

永磁無刷直流電機由于具有高功率密度、高可靠性、免維護的優點，被廣泛應用于風機、電動泵等拖動運行的場合。由于取消了機械換向器，通常需要在無刷直流電機轉子軸上安裝轉子位置傳感器，控制電路通過傳感器檢測轉子位置，控制正確電機換相，從而實現電機平穩運行。但在某些特殊應用的場合，或基于成本的考慮，不允許在電機轉子軸上安裝轉子位置傳感器，這就需要電機控制器采用無位置傳感器控制算法來實現電機的運行。現有的無位置傳感器控制技術一般應用于千瓦級以下的小功率場合，而且無刷電機帶載后的啟動參數需要反復調節，很難做到快速啟動。

目前，國內外沒有大功率快速啟動的無刷直流電機無位置傳感器控制裝置的相關公開資料。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種適應于千瓦級以上功率場合，能夠實現快速啟動的無刷直流電機無位置傳感器控制裝置。

實現本實用新型目的的技術方案：一種無刷直流電機無位置傳感器控制裝置，包括無位置傳感器狀態機模塊、過零比較模塊、過零相選擇模塊、換相控制模塊和AD采樣模塊；

所述的無位置傳感器狀態機模塊用于換相時刻計算、換相控制和快速啟動抗擾動補償控制；在收到外部的啟動輸入指令和脈寬調制信號后，快速啟動轉子轉動，并將轉子位置估算值輸出至過零相選擇模塊；同時在接收到過零信號后，進行內部補償運算，計算下一次過零點發生的時刻，并進行狀態切換，輸出換相脈沖至換相控制模塊；

AD采集模塊用于采集電機三相端電壓和母線電壓，并將母線電壓輸出至過零比較模塊，電機三相端電壓輸出至過零相選擇模塊；

過零相選擇模塊根據接收的轉子位置估算值和電機三相端電壓，選擇過零相端電壓，并將過零相端電壓輸出至過零比較模塊；

換相控制模塊在接收到換相脈沖后將過零比較使能信號置為無效，當換相續流完成后將過零比較使能信號置為有效，并將過零比較使能信號輸出至過零比較模塊；

過零比較模塊將接收的過零相端電壓與母線電壓進行比較，在過零比較使能信號的控制下產生過零信號，并將過零信號輸出至無位置傳感器狀態機模塊。

如上所述的一種無刷直流電機無位置傳感器控制裝置，無位置傳感器狀態機模塊包括換相時刻計算模塊和轉子位置控制模塊，所述的換相時刻計算模塊包括過零信號計時器、過零周期寄存器、延遲器、換相計時器、過零時刻計算器、比較器；過零信號計時器和換相計時器是對系統時鐘進行計數的計時器，用來提供時刻基準；過零周期寄存器是由兩個移位寄存器組成，移位寄存器時鐘端由過零信號驅動，兩個寄存器構成一級滯后環節，用來對過零周期進行濾波；過零時刻計算器用于獲得在當前速度下30度電角度對應的時間；延遲器用于產生延時；轉子位置控制模塊根據換相時刻計算模塊的輸出信號對轉子進行位置控制。

本實用新型的效果在于：實現了無刷直流電機帶負載情況下的快速啟動，以及由于負載變化導致電機轉子位置出現擾動時的抗干擾控制，保證了電機在無位置傳感器情況下的平穩、可靠運行，還保證了很強的電機適應性和功率適應性，可應用到千瓦級以上的功率場合，對于不同的電機或不同的功率等級均可使用。

附圖說明

圖1為本實用新型所提供的一種無刷直流電機無位置傳感器控制裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型中換相時刻計算模塊的示意圖。

圖中：1.無位置傳感器狀態機模塊；2.過零比較模塊；3.過零相選擇模塊；4.換相控制模塊；5.AD采樣模塊；6.過零信號計時器；7.過零周期寄存器；8.延遲器；9.換相計時器；10.換相計時器；11.比較器；12.啟停控制信號；13.脈寬調制信號；14.六路脈寬調制信號。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。