[發明專利]無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法

無效

• 申請號: 201310045780.7
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103078573A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 徐鴻;王泰宇;楊來坡
• 申請（專利權）人: 安徽中家智銳科技有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/18
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生;郭華俊

技術領域

本發明涉及一種無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法。?

背景技術

目前在工業先進的國家里，工業自動化領域中的有刷直流電機已經逐步被無刷直流電機（Brushless?DC?Motor，BLDC）所替代?，F在從國外進口的設備中，已經很少看到以有刷直流電機作為執行電機的系統，一些國家（如美國、英國、日本、德國等）的相關公司已經不再大量生產伺服驅動用的有刷直流電機。無刷直流電機已在航空航天、電力推進系統、工業自動化設備、辦公自動化設備、電動車、醫療器械和計算機外圍設備等方面獲得了廣泛應用。與此同時，直流無刷電機的應用也深入到了民用領域，其數量和品種都以相當快的速度發展著。目前，國外在高檔的風扇中采用了直流無刷電機，在新一代的空調、洗衣機、電冰箱、吸塵器等家用電器中，也大量采用直流無刷電機來驅動。近年來國內空調廠商不斷推出的“直流變頻”空調，就是采用了直流無刷電機來驅動，綜合節電效果比普通空調高30%-40%?？傊?，由于直流無刷電機的優點，隨著永磁材料性能的不斷提高和價格的不斷降低，電力電子技術日新月異的告訴發展，各應用領域對電機的要求越來越高，直流無刷電機應用領域將不斷擴展，這是必然的結果。?

要使BLDC電機轉動，必須按照一定的順序給定子繞組通電。為了確定按照通電順序哪一個繞組將得電，知道轉子的位置很重要。通常轉子的位置由定子中嵌入的霍爾效應傳感器檢測。傳統的霍爾傳感器增加了電機體積以及成本，電機連線多，易受干擾，在高溫、高濕、污濁空氣等惡劣的工作環境下工作會降低傳感器可靠性，傳感器的安裝精度直接影響電機的運行性能。?

發明內容

本發明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法，以解決無霍爾傳感器的無刷直流電機的啟動問題，降低電機成本并提高環境適應能力。?

本發明為解決技術問題采用以下技術方案。?

無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法，其特點是，所述無刷直流電機的三相通過由六個絕緣柵雙極型晶體管IGBT組成的電橋與電源相連接；啟動方法包括以下步驟：?

步驟一：電機定位步驟：讓逆變器任意兩相導通，使轉子轉到與該導通狀態相對應的一個預知位置，完成轉子的定位；?

步驟二，電機加速步驟：給定一個預設的角速度值，根據給定的角速度值來確定分區，確定分區后，可得知六個絕緣柵雙極型晶體管IGBT的開關順序，產生一定的旋轉磁場；在適當的旋轉磁場作用下，可使轉子旋轉，進而拖動電機運行；?

步驟三，控制模式切換步驟：由開環控制切換到閉環控制；檢測轉子位置，通過測量電機的實際轉速來對轉速進行閉環控制。?

本發明的無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法的結構特點也在于：?

所述步驟一中，先讓逆變器任意兩相導通（比如先讓A相和B相導通），并控制電機電流，通電一段預設時間T（比如5s）后，轉子就會轉到與該導通狀態相對應的一個預知位置，完成轉子的定位。?

所述步驟二中，給定一個角速度曲線（單位：rad/s，角速度曲線如圖3所示）；此角速度曲線中，從角速度為0時，開始以恒定加速度加速，至目標速度后保持恒速，對此角速度曲線進行積分，得到總角度，對2pi求余可判斷分區，確定分區后，可得知六個絕緣柵雙極型晶體管IGBT的開關順序，產生一定的旋轉磁場。在適當的旋轉磁場作用下，可使轉子旋轉。?

在所述步驟三中，采用反電動勢法檢測轉子位置；?

采用反電動勢法檢測轉子位置的過程如下：當繞組A和繞組B通電時，繞組C處于失電狀態，此時可檢測繞組C的反電動勢；當繞組C的反電動勢過零點時，Vn?=?VDC/2；MCVREF?=?Vn*R11/(R11?+?R10)；將MCVREF點實際電壓與MCVREF值經過比較器比較可輸出繞組C反電動勢過零點脈沖；繞組A和繞組B反電動勢過零點脈沖同理可得；由繞組A、繞組B和繞組C的零點可判斷轉子的位置。?

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：?

本文中采取的無霍爾傳感器的啟動方法，先在開環狀態下將電機拖動至一定速度，進入閉環后利用反電動勢法檢測轉子位置，簡單易行，克服了普通霍爾傳感器的缺點。?

本發明的BLDC電機的啟動方法，可用于空調、工業豆漿機及其他各種設備所用的無刷電機的啟動。?

附圖說明

圖１為本發明的無刷直流電機無霍爾傳感器的啟動方法中電機正轉時三個繞組的加電順序。?