[發(fā)明專利]一種基于無位置傳感器的無刷直流電機換相電路

有效

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• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106655919B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設計）人: 崔臣君;李建冬;張文波;王利
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: H02P6/182
• 分類號: H02P6/182
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 岳潔菱

本發(fā)明公開了一種基于無位置傳感器的無刷直流電機換相電路，包括：功率主電路（5）和DSP控制器（6），還包括：反電勢檢測與濾波電路（1）、隔離放大電路（2）、零點捕捉電路（3）和位置檢測電路（4）。本發(fā)明無需在無刷直流電機端安裝專門的位置傳感器，避免了復雜的檢測電路，降低了電機成本，減小了電機安裝體積，提高了換相精度和可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及一種無刷直流電機換相電路，特別是一種基于無位置傳感器的無刷直流電機換相電路。

背景技術

無刷直流電機具有轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小、功率密度高、效率高、體積小、無電刷等優(yōu)點，具有比直流電機更優(yōu)越的性能，廣泛應用在機器人、數(shù)控機床等高性能運動控制領域。隨著控制理論和電力電子器件的快速發(fā)展，無刷直流電機的應用愈加廣泛，而無刷直流電機控制性能的好壞，關鍵取決于電機換相電路的準確性和可靠性。

現(xiàn)有的無刷直流電機換相電路主要分為基于位置傳感器的換相電路和基于無位置傳感器的換相電路兩部分。基于位置傳感器的換相電路又可分為兩部分，第一種包括：霍爾傳感器、光電碼盤、差動電路接收器和控制器，第二種包括：旋轉(zhuǎn)變壓器、旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器和控制器。這兩種電路的優(yōu)點都是檢測精度比較高，缺點是增加電機的成本和體積，引出線較多，降低系統(tǒng)抗干擾性和可靠性。基于無位置傳感器的換相電路主要借助于采集電壓、電流、轉(zhuǎn)速等參量，結(jié)合電機的數(shù)學模型和相關參數(shù)進行一系列復雜的算法來實現(xiàn)電機的換相，優(yōu)點是可以省掉機械式位置傳感器，降低電機體積和成本，缺點是算法復雜，實時性差，實現(xiàn)困難，并且由于電機參數(shù)和數(shù)學模型的不確定性，導致電機換相點計算準確性降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于無位置傳感器的無刷直流電機換相電路，解決無刷直流電機控制中的換相問題。

一種基于無位置傳感器的無刷直流電機換相電路，包括：功率主電路和DSP控制器，還包括：反電勢檢測與濾波電路、隔離放大電路、零點捕捉電路和位置檢測電路。

反電勢檢測與濾波電路包括：電阻R₁、電阻R₂、電容C₁。隔離放大電路包括：運算放大器U1、線性光耦U2和運算放大器U3。零點捕捉電路包括：電壓過零比較器U4。位置檢測電路包括：鎖相芯片U7、串行計數(shù)器U8、8選1數(shù)據(jù)選擇器U9A、8選1數(shù)據(jù)選擇器U11B、反相器U10、或門U12、撥碼開關U13。功率主電路包括：一個驅(qū)動電路U14，六個功率組件VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，每個功率組件均有D、G、S三個接線端。