[實用新型]一種無刷電機控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320284754.5
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN203289362U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 朱小夢;董曉;儲祝君
• 申請（專利權）人: 利爾達科技集團股份有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/18
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

技術領域

本實用新型涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種無刷電機控制裝置。

背景技術

在無刷電機無傳感器控制中，需要對電機的反電動勢進行檢測。檢測的目的在于提取反電動勢的過零點信號進行電機換相操作，一般常用的方案是采用硬件比較器對電機反電動勢和中心點信號進行比較，得到比較器過零點信號翻轉。而在控制運行中的無刷電機反電動勢都帶有PWM調制雜波及其他的噪聲干擾，需要進行濾波處理。最簡單常用有效的方法就是通過RC低通濾波電路將噪聲濾除。這樣就能得到較為純凈的反電動勢信號進入到比較器。

RC低通濾波電路對信號會產生一定的相位滯后，且隨著輸入信號頻率的增大滯后效果越嚴重。現有的無刷電機反電動勢濾波電路都是固定參數的RC低通濾波電路，即時間常數固定，在電機啟動時能較好的濾除反電動勢上的噪聲，比較器輸出也比較穩(wěn)定。但由于RC濾波參數固定，隨著電機轉速提高時，反電動勢相位滯后越嚴重，當相位滯后角度超過30度后，造成電機換相滯后，不利于電機正常運行。當減小RC濾波系數后能在一定程度上降低信號相位滯后的角度，但又會造成啟動時無法有效地濾除噪聲，比較器輸出不穩(wěn)定，造成啟動困難。所以目前的固定RC參數濾波方案在電機啟動和高速運行兩者之間無法較好的兼顧。

中國專利公開號CN201307842，公開日2009年9月9日，實用新型的名稱為一種無傳感直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，該申請案公開了一種無傳感直流無刷電機的反電動勢過零點檢測電路，它包括單片機、反電動勢檢測電路和驅動電壓檢測電路，反電動勢檢測電路由檢測反電動勢的分壓電阻和濾波電容組成。其不足之處是，分壓電阻和濾波電容組成的RC低通濾波電路的參數是固定的，固定RC參數濾波方案在無刷電機啟動和高速運行兩者之間無法較好的兼顧。

發(fā)明內容

本實用新型的目的是克服目前無刷電機控制裝置的過零點檢測電路使用固定參數的RC低通濾波電路將噪聲濾除，RC濾波系數過高影響無刷電機正常高速運行，RC濾波系數過低會造成無刷電機啟動困難的技術問題，提供了一種無刷電機控制裝置，其能夠自動調節(jié)過零點檢測電路中RC低通濾波電路的濾波系數，保證無刷電機能夠順利啟動和正常高速運行。

為了解決上位問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

本實用新型的一種無刷電機控制裝置，包括微控制器、電機驅動電路和三個過零點檢測電路，所述三個過零點檢測電路的第一輸入端分別與無刷電機的三相定子線圈相連，所述三個過零點檢測電路的第二輸入端相連，所述三個過零點檢測電路的輸出端分別與微控制器相連，所述三個過零點檢測電路的控制端分別與微控制器相連，所述微控制器還通過電機驅動電路與無刷電機相連，所述過零點檢測電路包括比較器、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、開關模塊和電容C，所述比較器的同相輸入端與電阻R1一端、電阻R2一端，電阻R3一端、電阻R4一端和電容C一端相連，所述電阻R1另一端為過零點檢測電路的第一輸入端，所述電阻R2另一端接地，所述電阻R3另一端與開關模塊的輸入端相連，所述電容C另一端分別與開關模塊的輸出端和地線相連，所述開關模塊的控制端為過零點檢測電路的控制端，所述電阻R4另一端與比較器的反相輸入端相連，所述比較器的反相輸入端為過零點檢測電路的第二輸入端，所述比較器的輸出端為過零點檢測電路的輸出端。

在本技術方案中，無刷電機的三相定子線圈分別輸出反電動勢到對應的過零點檢測電路的第一輸入端，反電動勢經過分壓后輸入比較器的同相輸入端。三個過零點檢測電路的第二輸入端的電壓為無刷電機中心點電壓，即過零點檢測電路中的比較器的反相輸入端的輸入電壓為無刷電機中心點電壓。

電阻R1、電阻R2、電阻R3、開關模塊和電容C組成RC低通濾波電路。電阻R2和電阻R3并聯，它們的等效電阻R5=R2R3/（R2+R3）。RC低通濾波電路的濾波效果取決于電阻R1、等效電阻R5和電容C的參數，其截止頻率f計算公式為：f=（R1+R5）/2π·R1R5·C，其相位延遲角度的計算公式為α=tan-1[2πf·R1R5·C/（R1+R5）]，可見通過等效電阻R5都能夠對相位延遲角度進行調整。

在無刷電機啟動時，反電動勢幅值較小且包含的噪聲干擾較為嚴重，微控制器控制開關模塊斷開，等效電阻R5阻值最大，保證有足夠大的反電動勢分壓幅值進入到比較器，同時RC低通濾波電路的濾波效果也會增強，能夠較好地濾除反電動勢內的干擾噪聲，這樣比較器能夠穩(wěn)定地輸出過零點信號，無刷電機啟動就變得非常穩(wěn)定可靠。