【技术实现步骤摘要】
基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法
[0001]本专利技术属于无刷直流电机无传感器控制
，具体涉及一种基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法。
技术介绍
[0002]无刷直流电机(BLDC)是一种由电子换相取代电刷机械换相的由内向外直流换向器电机，具有效率高、转矩和功率密度大、成本低、结构简单、可控性好、转矩惯性比大等优点。无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此可以得到较好的梯形反电动势波形。在高性能无刷直流电机控制系统中，通常采用位置传感器获取准确的转子位置信号以实现电机的换相和调速，但位置传感器影响了控制系统的可靠性、成本和体积，为了降低控制成本和扩大适用范围，经常采用无位置传感器控制技术。因此近年来无刷直流电机的无位置传感器控制已经成为研究的热点。
[0003]常用的无刷直流电机无传感器方法有反电动势法(包括端电压检测法、反电动势积分法、反电动势三次谐波法、续流二极管法、线反电动势法)、锁相环法、电感法、...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，在三相静止坐标系下建立无刷直流电机的数学模型，推导出无刷直流电机线转子磁链表达式；步骤2，根据线反电势与转速的关系式，将无刷直流电机线转子磁链表达式通过两两相比的方式，构建传统速度无关磁链函数；步骤3，针对传统速度无关磁链函数存在的积分结构，采用频率自适应滤波器来代替纯积分器，抑制谐波分量和直流偏移，构造改进磁链函数，并通过改进磁链函数来判断电机换相点，同时计算出转子角速度，实现无传感器控制方式。2.根据权利要求1所述的基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，在三相静止坐标系下建立无刷直流电机的数学模型，具体为：步骤1.1，无刷直流电机的数学模型具体如下：基于三相静止坐标系下无刷直流电机的端电压公式如下所示：式(1)中：u
a
、u
b
、u
c
为绕组端电压；i
a
、i
b
、i
c
为相电流；e
a
、e
b
、e
c
为相反电动势；R为定子电阻；L为定子各相绕组的自感；M为定子每两相绕组间的互感；将式(1)的3个方程式两两相减，可以得到电机三相线电压方程式：式(2)中：u
ab
、u
bc
为绕组线电压；i
ab
、i
bc
为相电压差；e
ab
、e
bc
为线反电动势，电机三相线反电动势存在关系：e
ab
+e
bc
+e
ca
＝0 (3)。3.根据权利要求2所述的基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法，其特征在于，在所述步骤1中，推导出无刷直流电机线转子磁链表达式，具体为：步骤1.2，无刷直流电机的线反动电势在数值上等于通过绕组闭合回路的永磁磁链随时间的变化率，由此可得三相磁链表达式如下：
式(4)中，e
ab
、e
bc
、e
ca
为线反动电势，ψ
ab
、ψ
bc
、ψ
ca
为无刷直流电机线转子磁链；步骤1.3，由于互感M很小，可以忽略不计，由式(2)、式(4)可以得到无刷直流电机的线反电势为：线转子磁链通过对线电压积分得到，由式(5)可得无刷直流电机线转子磁链的表达式为：4.根据权利要求3所述的基于新型磁链函数法的无刷直流电机无传感器控制方法，其特征在于，在所述步骤2中，根据线反电势与转速的关系式，将无刷直流电机线转子磁链表达式通过两两相比的方式，构建传统速度无关磁链函数，具体为：步骤2.1，无刷直流电机的线反电势可以表示为电机反电势系数、电机转速和反电势波形函数的乘积，因此三相线反电势可以表示为：式中，k
e
为反电势系数；ω为电机转速；H(θ)
ab
、H(θ)
bc
、H(θ)
ca
是与无刷直流电机转子位置相关的线反电势波形函数，线反电势波形函数与无刷直流电机的线反电势具有相同的波形形状，因此它是一个无刷直流电机转子位置的函数；由此可以求出无刷直流电机线转子磁链关于转速的表达式：
线转子磁链的幅值与无刷直流电机的转速成正比，当无刷直流电机转速较小时，线转子磁链的幅值也比较小，通过检测线转子磁链的过零点得到的换相信号会存在较大的误差；传统磁链函数法通过将两个转子磁链相比的方式消除转速的影响，并得到一个与无刷直流电机转速无关的函数，该...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延庆，李永志，尹忠刚，张彦平，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：
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