【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及无刷直流电机控制领域,具体涉及一种无刷直流电机无位置传感器控制系统及控制方法。
技术介绍
:传统的无刷直流电机控制系统为获得准确的转子位置信号,一般采用霍尔磁敏式、电磁式或光电式等位置传感器进行检测。但是,用位置传感器不但增大了电机的体积和成本,而且维修困难;同时不能适应高温、高湿等恶劣的工作环境,在某些工业应用场合甚至不允许使用;又由于传感器连线较多,容易受到外界信号的干扰,降低了电机运行的可靠性。同时传统的无刷直流电机控制方法以梯形方式驱动定子,会导致输出转矩出现振荡,控制精度较低。线反电动势法是无刷直流电机常用的无位置传感器控制方法,绕组换相时刻由线反电势过零点直接得到,有效的提高了变速过程中的换相精度。但现有的线反电动势法控制FOC算法中对于位置检测采用EMF方式,利用检测到的相电流经过Clark变换后得到的旋转分量进行大量变换计算后才能估算出转子位置,并且存在相电流检测误差累积运用于转子位置估算,从而导致位置信号检测不准确,引起电压矢量误差大,导致电机输出转矩波动大,当电机处于静止或空载时,由于相电流很小,将导致电机转子位置确定困难,无法准确确定转子位置,从而引起控制失败。
技术实现思路
:本专利技术为克服现有技术的不足,提供了一种无刷直流电机无位置传感器控制系统及控制方法,可通过线电势法实时检测电机在启动与低速阶段的反电势,并将带有位置补偿的线反电势法融入FOC算法,简化了 ...
【技术保护点】
一种无刷直流电机无位置传感器控制系统,其特征在于:包括由超级电容器和锂电池组成的复合电源(1)、由双向DC‑DC变换器和逆变器组成的主电路(2)、无刷直流电机(3)及DSP控制器(5),所述复合电源(1)、主电路(2)与无刷直流电机(3)依次相连,主电路(2)通过采样电路(4)连接DSP控制器(5),DSP控制器(5)分别通过驱动电路(9)和保护电路(8)连接主电路(2),DSP控制器(5)连接接口电路(6)和功能按键(10)。
【技术特征摘要】
1.一种无刷直流电机无位置传感器控制系统,其特征在于:包括由超级电容器和锂电
池组成的复合电源(1)、由双向DC-DC变换器和逆变器组成的主电路(2)、无刷直流电机
(3)及DSP控制器(5),所述复合电源(1)、主电路(2)与无刷直流电机(3)依次相连,
主电路(2)通过采样电路(4)连接DSP控制器(5),DSP控制器(5)分别通过驱动电路
(9)和保护电路(8)连接主电路(2),DSP控制器(5)连接接口电路(6)和功能按键
(10)。
2.如权利要求1所述的一种无刷直流电机无位置传感器控制系统,其特征在于:所述
DSP控制器(5)连接显示设备(7)。
3.一种无刷直流电机无位置传感器控制方法,其特征在于由以下步骤构成:
步骤一、检测相电压反电势信号与相电流信号,相电压反电势信号的检测是通过基于
端电压的采样电路(4)中的端电压检测电路(11)经过电阻分压采样电路(12)与第一
RC滤波电路(13)低通滤波后,再经过由第一运算放大器(14)构成的减法电路(15)后
获得关断相的反电势信号;相电流信号的检测是采样电路(4)中的相电流检测电路(16)
通过在主电路(2)中的三相桥式逆变电路(17)的任意两对桥壁中串联接入采样电阻(18),
将电机的相电流转换成电压信号经过第二RC滤波电路(19)低通滤波、偏置电路(20)电
压预置之后经过运算放大电路(21)运放放大得到相电流信号,将反电势信号与相电流信
号输出给DSP控制器(5)内部12位ADC,作为输入信号送入FOC算法控制过程中;
步骤二、通过检测到的两相导通相的反电势信号作差计算出线反电势,线反电势过零
点对应无刷直流电机(3)的换向时刻,利用检测到的两相相电流经过角度换算得到第三相
相电流,进一步计算出任一相导通时相电流起始与结束的时刻,并计算起始与结束的时刻
分别所对应的反电势,再将二者作差得出反电势偏差,以反电势偏差值作为输入变量通过
模糊PI计算,进一步得到转子误差补偿角度,当偏差为零时,相电流波形的中点位于相反
电势波形的中点;
步骤三、通过FOC算法进行坐标变换以确定转子位置,所述坐标变换是通过检测相电
流Ia和Ib,经计算得到第三相相电流Ic,经Clark变换将三相对称、相隔120度角的交
流电Ia、Ib和Ic变换得到相隔90度角的正弦交流电Iα和Iβ,所述Iα为相对定子静
止的磁场分量电流,Iβ为相对定子静止的转矩分量电流,利用线反电势检测确定的换相时
刻与计算得到的转子误差补偿角度来确定精确的转子位置,并结合Iα和Iβ进行速度估算
与角度计算,得到转子相对定子的变化角度θ以及电机的转速参考...
【专利技术属性】
技术研发人员:周美兰,吴磊磊,张小明,胡玲玲,刘占华,
申请(专利权)人:哈尔滨理工大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江;23
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