一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，涉及无位置直流无刷电机反电势检测技术领域。一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，包括电压获取模块用于获取直流无刷电机的反电势电压；滤波模块用于对直流无刷电机的反电势电压进行分频率滤波；仿真模块用于根据分频率滤波结果，获取每种滤波结果造成的延迟所对应的延迟时间曲线；推算模块用于根据延迟时间曲线和直流无刷电机的转速，获取每种滤波结果造成的延迟所对应的实际延迟时间，并根据实际延迟时间，对直流无刷电机的反电势电压进行补偿。本实用新型专利技术结构简单，易于操作，同时构造成体低，有利于长期使用。有利于长期使用。有利于长期使用。

【技术实现步骤摘要】
一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统


[0001]本技术涉及无位置直流无刷电机反电势检测
，具体为一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统。

技术介绍

[0002]随着工业自动化技术的发展，电机驱动器应用越来越广，由于其具有优良的调速性能和明显节能效果，因此在各个领域受到人们欢迎。目前，直流无刷电机因具有功率密度高、效率高、电机结构简单和调速性能好等特点得到了广泛应用，特别的无位置控制技术的应用使得直流无刷电机在运行时可以省去位置传感器，节省了电机的成本，而且简化安装，更适合应用于一些环境比较恶劣的场合。直流无刷电机的无位置控制算法是通过检测定子电压和电流等信号，并通过其与电机参数的关系，合理的估算转子位置信号，包括：反电势法、电感法、状态观测器法、电动机方程计算法、人工神经网络法等几大类。这几种方法各自都有着自己的优点和局限性，其中反电势过零检测法是工程应用中最为常见的一种方法。但是一般通过比较器实现反电势过零比较电路，均采用 10 电阻法构造模拟中性点，再通过比较分压后的端电压信号和模拟中性点，在比较器输出端得到反电势过零的电平跳变信号。但这种通过比较器检测反电势过零信号的方法，由于比较器输出信号单一，除了 0就是1，只能实现一些简易的滤波算法，抗干扰能力弱。而且电机在低速运行时，反电势幅值较小易受噪声干扰，比较器输出会频繁的动作，容易导致检测错误。随着转速的变高，反电势信号变强，比较器输出会明显，但是因续流产生“去磁”事件的出现也会导致比较器误动作，产生错误的换向。
[0003]中国专利授权公告号：CN 201947215 U，授权公告日：2011年08月24日，公布了一种无位置直流无刷电机反电动势检测电路，包括 3个检测模块，各检测模块分别与电机的三相绕组中的两个相连，其中，每相绕组分别同时连接不同的两个检测模块。该方法将电机三相绕组产生的反向电动势通过两两交叉比较得到的是换相点信号，延时的电角度无需要分0到30度电角度和30度到60度电角度两段处理，直接检测到延迟的电角度然后经过处理就行了。实现简单，使用方便，生产成本低。但是该方法需要通过三个检测模块对控制器输出三相驱动电压进行采样、比较、处理得到过零点信号。
[0004]中国专利授权公告号：CN 103337995 B，授权公告号：2015年09月02日，公布了一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置，包括使用比较器实现反电势过零的比较电路和对比较电路中 u、v、w 和 n 信号进行 AD 采样的采样电路，比较电路采 用十电阻法构造模拟中性点，十电阻法包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻，其中第一电阻、第二电阻、第三电阻和第七分压实现虚拟中心点；第四电阻和第十电阻、第五电阻和第九电阻、第六电阻和第八电阻分别为电机U/V/W 三相分压电阻。按照该专利技术的技术方案，技术合理，操作方便，更加稳定可靠，能准确的实现过零检测，从而大大推进了基于反电势过零检测法在直流无刷电机无位置控制中的应用。但是该专利技术需要通过构造虚拟中性点，比较中性点电压和输
出电压得到过零点。
[0005]但是上述两种方法都是通过硬件电路对输出电压进行分压采样，然后进行处理得到反电势过零点的，由于电机控制器输出电压是含有高频分量的PWM信号，需要增加滤波电路对其处理，增加了成本；另一方面，当电机转速非常高时，输出电压基波分量频率相应很高，对硬件滤波电路的设计造成困难，需要适应比较宽的频率范围，且滤波电路造成的延迟需要进行补偿。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0008]一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，所述换相点系统包括有电压获取模块、滤波模块、仿真模块和推算模块，所述电压获取模块用于获取直流无刷电机的反电势电压，并将所述反电势电压发送至滤波模块中；
[0009]所述滤波模块用于对直流无刷电机的反电势电压进行分频率滤波，并将所述分频率滤波结果发送至仿真模块中；
[0010]所述仿真模块用于根据分频率滤波结果，获取所述每种滤波结果造成的延迟所对应的延迟时间曲线，并将所述延迟时间曲线发送至推算模块中；
[0011]所述推算模块用于根据延迟时间曲线和直流无刷电机的转速，获取所述每种滤波结果造成的延迟所对应的实际延迟时间，并根据所述实际延迟时间，对所述直流无刷电机的反电势电压进行补偿。
[0012]更进一步地讲，所述推算模块设置为包含有实际延迟时间推演算法的MCU微控制器。
[0013]更进一步地讲，所述滤波模块包括有低频滤波器和高频滤波器，所述低频滤波器和高频滤波器均采用巴特沃斯二阶低通滤波器。
[0014]更进一步地讲，所述低频滤波器的截止频率设置为750hz，采样频率设置为40khz，所述高频滤波器的截止频率设置为3500hz，采样频率设置为160khz。
[0015]更进一步地讲，当所述直流无刷电机的运行频率在0—750hz时，所述滤波模块采用低频滤波器进行滤波，当所述直流无刷电机的运行频率在750hz以上时，所述滤波模块采用高频滤波器进行滤波。
[0016]更进一步地讲，所述低频滤波器和高频滤波器之间设置有回差处理，所述直流无刷电机的转速回差设置为3000转。
[0017]更进一步地讲，所述推算模块和直流无刷电机之间包括有第一串联电路、第二串联电路和第三串联电路，所述第一串联电路、第二串联电路和第三串联电路彼此相互并联，所述直流无刷电机的A相中点、B相中点和C相中点分别通过电阻和电感电性连接第一串联电路、第二串联电路和第三串联电路。
[0018]更进一步地讲，所述第一串联电路包括有第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和第二开关管之间相互串联，所述直流无刷电机的A相中点通过电阻和电感电性连接第一开关管和第二开关管组成的串联电路的中点；
[0019]所述第二串联电路包括有第三开关管和第四开关管，所述第三开关管和第四开关管之间相互串联，所述直流无刷电机的B相中点通过电阻和电感电性连接第三开关管和第四开关管组成的串联电路的中点；
[0020]所述第三串联电路包括有第五开关管和第六开关管，所述第五开关管和第六开关管之间相互串联，所述直流无刷电机的C相中点通过电阻和电感电性连接第五开关管和第六开关管组成的串联电路的中点。
[0021]更进一步地讲，所述直流无刷电机的三相直流负载端的电压计算方程，具体为：
[0022][0023]其中：为直流无刷电机的A相直流负载端的电压值，为直流无刷电机的B相直流负载端的电压值，为直流无刷电机的C相直流负载端的电压值，为电阻Rs的电阻值，为直流无刷电机的A相直流负载端的电流值，为直流无刷电机的B相直流负载端的电流值，为直流无刷电机的C相直流负载端的电流值，为电感L的电感值，为实际延迟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，其特征在于：所述换相点系统包括有电压获取模块、滤波模块、仿真模块和推算模块，所述电压获取模块用于获取直流无刷电机的反电势电压，并将所述反电势电压发送至滤波模块中；所述滤波模块用于对直流无刷电机的反电势电压进行分频率滤波，并将所述分频率滤波结果发送至仿真模块中；所述仿真模块用于根据分频率滤波结果，获取所述每种滤波结果造成的延迟所对应的延迟时间曲线，并将所述延迟时间曲线发送至推算模块中；所述推算模块用于根据延迟时间曲线和直流无刷电机的转速，获取所述每种滤波结果造成的延迟所对应的实际延迟时间，并根据所述实际延迟时间，对所述直流无刷电机的反电势电压进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，其特征在于：所述推算模块设置为包含有实际延迟时间推演算法的MCU微控制器。3.根据权利要求2所述的一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，其特征在于：所述滤波模块包括有低频滤波器和高频滤波器，所述低频滤波器和高频滤波器均采用巴特沃斯二阶低通滤波器。4.根据权利要求3所述的一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，其特征在于：所述低频滤波器的截止频率设置为750hz，采样频率设置为40khz，所述高频滤波器的截止频率设置为3500hz，采样频率设置为160khz。5.根据权利要求2或3所述的一种超高速无位置直流无刷电机换相点系统，其特征在于：当所述直流无刷电机的运行频率在0—750hz时，所述滤波模块采用低频滤波器进行滤波，当所述直流无刷电机的运行频率在750hz以上时，所述滤波模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙引红，张磊，杨瑞敏，
申请(专利权)人：枞阳盛控新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：