[發明專利]無刷直流電機單斬波控制方式下反電勢過零檢測方法

在審

• 申請號: 201510769556.1
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105305897A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 譚博;竇滿峰;張鵬飛;趙冬冬;張海濤
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P6/182
• 分類號: H02P6/182
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于無刷直流電機控制方法，涉及一種無刷直流電機單斬波控制方式下反電勢過零檢測方法。

背景技術

無刷直流電機與傳統直流電機相比，無電刷及機械換相裝置，成本低，制造與維護簡單；與感應電機相比，由于采用了高性能的永磁材料，減小了轉子體積，提高了響應速度及轉矩、慣量比，具有高功率密度的優點。無位置傳感器控制方式不僅減小了電機體積，也降低了控制系統的復雜性，增加了穩定性。對于無位置傳感器的無刷直流電機，過零點檢測的準確度直接影響了控制性能。

對反電勢過零點傳統的檢測方法是直接通過硬件電路將三相反電勢信號與模擬中性點電壓信號進行比較得到反電勢過零比較信號。然而受硬件電路的影響，反電勢過零信息的檢測會受到很大的干擾，直接影響反電勢過零點檢測的準確性，導致檢測到錯誤信號，最終影響電機運行性能。

考慮到在進行反電動勢過零比較時，過零信號會受到硬件電路干擾和驅動PWM信號的影響，從而含有無用的干擾雜波。因此，需要一種方法能夠將雜波的影響降到最小，從而準確檢測到反電勢的過零信息。雙斬波控制方式下的雜波均出現在PWM波形高低跳變的時刻，而單斬波控制方式下，在對應驅動PWM高電平的時間段內反電勢過零比較信號也有干擾信號。

發明內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本發明提出一種無刷直流電機單斬波控制方式下反電勢過零檢測方法，在驅動PWM為高電平的時間段內，記錄反電勢過零比較信號為低電平與高電平的累計時長，當二者相等時即為反電勢過零時刻。

技術方案

一種無刷直流電機單斬波控制方式下反電勢過零檢測方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：電機完成起動，進入運行階段，利用采樣PWM信號對電機反電勢過零信號進行采樣，利用計數PWM信號頻率記錄采樣PWM信號為高電平時，電機反電勢過零信號為高電平與低電平的時間長短；每當計數PWM信號與采樣PWM信號同時為高時，對反電勢過零比較信號進行一次計數，代表電機反電勢過零信號為低電平的時間長度的計數變量記為T₁，代表高電平的時間長度的計數變量記為T₂；

所述采樣PWM信號與驅動PWM信號頻率相同；所述計數PWM信號頻率為采樣PWM信號頻率的32倍以上；

步驟2：比較變量T₁和變量T₂的大小，當T₁大于T₂時，電機反電勢信號低于模擬中性點，反電勢尚未過零；當T₁小于T₂時，電機反電勢信號高于模擬中性點電壓，反電勢已經過零；當T₁等于T₂時，代表電機反電勢信號恰在過零時刻。

有益效果

本發明提出的一種無刷直流電機單斬波控制方式下反電勢過零檢測方法，在采樣PWM為高電平時，對反電勢信號與模擬中性點電壓信號的比較情況進行測量并記錄，據此來判定反電勢過零時刻。本方法有效利用了反電勢信號，減小了干擾信號對反電勢過零檢測造成的負面影響，準確地檢測到了反電勢的過零時刻。

發明能夠有效利用反電勢信號，準確檢測電機反電勢的過零點，以提高電機運行性能。

附圖說明

圖1是反電勢信號波形圖。

圖2是反電勢過零比較信號波形圖。

圖3是本方法使用到的各個信號的波形圖。

圖4是反電勢過零前各信號波形圖。

圖5是反電勢過零時刻各信號波形圖。

圖6是反電勢過零后各信號波形圖

圖7是反電勢過零判斷信號波形圖。

具體實施方式

現結合實施例、附圖對本發明作進一步描述：

本發明實施例是無位置無刷直流電機的控制需要準確檢測三相反電勢的過零點，其中反電勢的檢測和模擬中性點電壓的檢測以及兩者的比較由硬件電路完成，根據驅動PWM信號構造一個同頻率，與反電勢過零比較信號同相位的采樣PWM，再構造一個頻率至少為采樣PWM信號32倍的計數PWM信號。使用計數PWM信號在采樣PWM為高電平時對反電勢信號的過零情況進行記錄與比較，以此準確檢測到反電勢的過零時刻。

實施例一