【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无刷直流电机控制的
,尤其涉及一种无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统及方法。
技术介绍
永磁无刷电机具有结构简单,功率密度大,便于控制等优点,是高速电机设计的首选,其控制系统多采用位置传感器来检测转子位置,但是位置传感器的存在降低电机可靠性,增加电机体积和成本,限制了该类电机的应用场合。近年来,随着无位置传感器技术的发展,无位置传感器高速永磁无刷电机应用逐渐增多,无位置传感器无刷直流电机的转子位置检测方法有多种,如基于反电势的检测法、磁链估计法和续流二极管电流检测法等,其中,基于绕组反电动势的方法最成熟、应用最广泛。但是基于绕组反电势的无位置传感器控制电路中,一般需要端电压采样滤波电路,由于滤波延迟、元器件延迟等因素,当电机转速变化时换向角延迟补偿角度会发生变化,因此需要对绕组换相位置进行实时相位校正,否则会影响电机运行性能,但是该补偿角受转速、绕组电流、电感等参数影响,无法建立准确的数学模型,导致换向角补偿偏差,甚至出现换向失败等现象。关于无位置传感器高速电机绕组换向相位校正技术是高速电机控制领域研究热点之一,诸多学者在这方面进行了深入研究并提出了多种相位校正方法。宋飞等人在中国电机工程学报中发表了“校正无位置传感器无刷直流电机位置信号相位的闭环控制策略”,该文献利用非导通相续流电流作为反馈量进行无位置传感器无刷直流电机位置信号相位校正,刘刚等人在电工技术学报中发表了“高速磁悬浮无刷直流电机无位置换相误差闭环校正策略”,该文献利用换相前后30度内的电流积分作为反馈参数进行无刷直流电机无位置换相误差校正,但是上述两种方法均忽 ...
【技术保护点】
一种无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:包括无位置传感器无刷直流电机、三相全桥驱动控制电路、位置检测电路、分压采样电路和CPU控制模块;所述无位置传感器无刷直流电机与三相全桥驱动控制电路连接;所述三相全桥驱动控制电路驱动所述无位置传感器无刷直流电机工作;所述位置检测电路采集无位置传感器无刷直流电机的端电压;所述分压采样电路对无位置传感器无刷直流电机的端电压进行分压处理,并且将分压处理后的分压信号传输至所述CPU控制模块;所述CPU控制模块选取所述分压信号在各相绕组关断期间的中间时刻的电压值与三相桥式逆变电路直流母线电压值的一半进行比较,根据其差值计算换向位置校正角,将换向位置校正角与换相位置角相加得到正确的换相相位角,通过换向相位的闭环PI调节,实现无位置传感器无刷直流电机换向相位的校正。
【技术特征摘要】
1.一种无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:包括无位置传感器无刷直流电机、三相全桥驱动控制电路、位置检测电路、分压采样电路和CPU控制模块;所述无位置传感器无刷直流电机与三相全桥驱动控制电路连接;所述三相全桥驱动控制电路驱动所述无位置传感器无刷直流电机工作;所述位置检测电路采集无位置传感器无刷直流电机的端电压;所述分压采样电路对无位置传感器无刷直流电机的端电压进行分压处理,并且将分压处理后的分压信号传输至所述CPU控制模块;所述CPU控制模块选取所述分压信号在各相绕组关断期间的中间时刻的电压值与三相桥式逆变电路直流母线电压值的一半进行比较,根据其差值计算换向位置校正角,将换向位置校正角与换相位置角相加得到正确的换相相位角,通过换向相位的闭环PI调节,实现无位置传感器无刷直流电机换向相位的校正。2.如权利要求1所述的无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:所述三相全桥驱动控制电路采用两电平三相桥式逆变器,包括并联的三相桥臂,每相桥臂包括两个串联的功率开关管,每个功率开关管并联一个二极管;所述两电平三相桥式逆变器的输出端与所述无位置传感器无刷直流电机本体连接。3.如权利要求1所述的无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:所述无位置传感器无刷直流电机包括定子和转子,所述定子包括电枢绕组,所述定子的电枢绕组采用星形连接,所述定子的电枢绕组与所述三相全桥驱动控制电路驱动连接,所述转子包括永磁体磁极;所述定子的各相电枢绕组与所述两电平三相桥式逆变器中相应的桥臂连接。4.如权利要求1所述的无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:所述无位置传感器无刷直流电机包括定子和转子,所述定子包括电枢绕组,所述定子的电枢绕组采用三角形连接,所述定子的电枢绕组与所述三相全桥驱动控制电路驱动连接,所述转子包括永磁体磁极;所述定子的各相电枢绕组与所述两电平三相桥式逆变器中相应的桥臂连接。5.如权利要求1所述的无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正系统,其特征是:所述位置检测电路采用传统的基于端电压的无刷电机无位置传感器位置检测电路;所述分压采样电路采用电阻分压原理,包括并联的三相桥臂,每相桥臂包括两个串联的电阻;所述分压采样电路的各相桥臂分别与所述无位置传感器无刷直流电机的所述定子的各相电枢绕组连接,对无位置传感器无刷直流电机的端电压进行分压处理。6.基于如权利要求1-5中任一项所述的系统的无位置传感器无刷直流电机换向相位实时校正方法,其特征是:具体步骤包括:(1)采集所述无位置传感器无刷直流电机定子的各相电枢绕组端电...
【专利技术属性】
技术研发人员:王兴华,赵树刚,盛跃龙,李光友,雷艳华,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东;37
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