无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究

1、无位置传感器直流无刷电机控制关键技术研究 摘要：本文结合实际工程项目需求介绍了无位置传感器无刷直流电机控制方法。首先介绍了无刷直流电机的组成及工作原理，其次介绍了转子位置检测及换相方法，最后介绍了电机启动控制的实现。实践证明该控制系统具有启动速度快、运行稳定、调速范围广、位置检测精确性高等优点，起到了很好的控制效果，具有广泛的应用价值。 关键词：无位置传感器 无刷直流电机 反电动势 过零比较 三段式启动 中图分类号：tm33 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）06-0017-03 传统直流电机具有控制简单、调速范围广及运行效率高等优点，但是由于机械电刷及换向器的存在带来了

2、火花、噪声、电磁干扰等弱点导致直流有刷电机运行可靠性差、维护麻烦从而限制了其应用范围。直流无刷电机（bldcm）是在有刷直流电机基础上发展起来的，取消了传统有刷电机利用电刷和机械换向器，利用电子开关逆变线路通过检测转子位置进行换向，具有结构简单、价格低廉、控制方便等优点得到了广泛的应用。 1 直流无刷电机的组成 2 直流无刷电机的工作原理 3 转子位置检测 4 电机的启动控制 无位置传感器无刷直流电机的启动是电机控制的难点，在电机空间气隙磁场确定的情况下，无刷直流电机在运行过程中产生的感应反电动式幅值与转子转速成正比。由于电机在静止及转速较低情况下产生的感应电动势幅值为零或幅值较低，不足以被位

3、置检测电路捕获到反电动式过零点，无法进行自动换向操作。为了保证无刷直流电机的正常启动需要在启动过程中采取相应措施，目前无刷直流电机最常用的启动方法为“三段式”启动，如图8所示。 由于电机转子位置预定位后转子相对定子绕组仍处于静止状态，在电机绕组中感应电动势为零。为了使电机转子旋转，需要按一定顺序给各相绕组施加一个切换频率由低到高、绕组内流通电流强度不断增强的他控同步加速信号。在机壳内部气隙间产生交变的旋转磁场，在该磁场牵引下带动转子跟随旋转。随着电机转速不断升高在绕组中感应出的反电动势不断增大，直到相电压端反电动势检测电路能够正确检测出反电动势过零点后，电机控制由他控同步运行阶段进入自控运行阶

4、段。 他控同步阶段施加在电机两相绕组上的电压与换向频率按如下公式进行： ， 其中为预定位阶段pwm占空比恒定时施加在电机两相绕组间的电压有效值，为pwm占空比递增时对应绕组上电压有效值增量。为进入他控同步阶段初始换向频率，为换向频率增量。=0，1，2当=时由他控同步阶段进入自动控制阶段，同时将pwm占空比瞬时增大到一定值，使瞬时增大到。需要根据电机不同负载情况适当调整及以确保无刷直流电机三段式启动正常运行。 5 结语 本文通过搭建无位置传感器无刷直流电机控制系统介绍了无位置传感器无刷直流电机三相六状态控制方法，利用反电动势过零法检测转子位置控制定子绕组换向，针对电机启动困难的特点提出了三段式启动方法，从本设计及分析可以看出，系统设计简单，控制方便。 参考文献 1秦文甫，张昆峰.基于ir2136的无刷直流电机驱动电路的设计.电子设计工程，2012年5月，第20卷第9期、119. 2易慧斌，邓慧文等.反电动势无位置传感器bldcm 位置误差分析.电力电子技术，2012年7月，第4