反电动势过零检测无刷直流电机转子位置新方法

在对传统的反电动势过零检测原理分析的基础上,提出了一种利用线电压来实时计算反电动势的无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法。该方法抛弃了传统的反电动势过零硬件检测方法,通过检测无刷直流电机任意两路线电压,经软件实时计算,就可以得到未导通相的反电动势过零值,再延迟30°电角度即可得到对应的换相点。对电机中点与直流母线电压中点的电位关系进行了具体推导,分析了在全桥PWM调制方式下断开相在非换相区间无电流续流的现象,从而证明全桥PWM调制方法适用于本文提出的转子位置辨识方法。该方法结构简单,不需要构造电机中点、不需要反电动势过零硬件检测和深度滤波电路。仿真和实验结果表明,本文提出的方法辨识转子位置精度较高,可以在较宽的转速范围内实现BLDCM的无位置传感器控制。     

无刷直流电机无位置传感器控制调速系统的设计与实现

在传统的反电动势过零硬件检测无刷直流电机转子位置方法的基础上,利用检测的任意两路线电压信号来实时计算相反电动势过零信号,从而得到其过零点,再延迟30°电角度即为实际的换相信号。基于该反电动势软件计算法构建了无刷直流电机无位置传感器控制调速系统,仿真和试验均表明:该系统能够准确估算换相信号,具有较好的动、静态特性和抗负载扰动能力。     

无刷直流电机无位置传感器单相反电势检测法

基于传统的反电动势过零检测原理,提出一种新型反电动势过零检测无刷直流电机转子位置的方法。通过将无刷直流电机中性点隔离抽出,实时检测无刷直流电机的一相反电动势过零信号,利用算法预测其余两相反电动势的过零时刻,实现无位置传感器控制。该方法实现简单,进行较小的相位延迟补偿后在较低转速下就可以准确检测过零点,调速比性能更佳。试验结果验证了理论的可行性和有效性,达到了预期效果。     

计及中性点电压的无刷直流电机无位置传感器控制

为解决无刷直流电机在低速状态下检测转子位置的难题,提出了一种新颖的无位置传感器控制方法。该方法基于凸极式永磁无刷直流电机定子绕组电感是转子位置的函数这一特点,采用H_PWM-L_PWM调制方式,通过检测定子绕组中性点电压的波动情况,从而判断通电相的定子绕组自感是否相等,进而推断出反电动势的过零时刻。再借鉴反电动势法的特点,在过零点的基础上滞后30°电角度,即可确定换相时刻,理论推导证明了该方法的正确性。在实验过程中把该方案与霍尔传感器换相的方法进行了对比,验证了这种方法的有效性。     

基于线间反电动势的无刷直流电机转子位置估算

在对传统的反电动势过零法和转子磁链G函数法估算转子位置分析的基础上,提出了一种利用线间反电动势过零原理并构造F函数来对转子位置进行估算的全新方法,并用于无位置传感器无刷直流电机控制。对线间反电动势过零检测与转子位置信号之间的对应关系进行了深入的分析,揭示了每一个线间反电动势的过零点即为对应的换相点。利用线间反电动势的倒数构造F函数来估算换相时刻。仿真结果表明,提出的转子位置估算方法计算简单方便,具有较高的精度,可以在全速范围内实现对转子位置的准确估算。     

基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制

提出了基于线反电动势的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,进而重新安排换相条件来给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系,采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法,系统减少了一路信号检测电路,不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻,避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。     

无刷直流电机无位置传感器转子位置自检测复合方法

基于对定子铁心饱和法和滑动模态观测器法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种能在全速范围内(包含零速在内)实现转子位置准确检测和控制的复合方法.零速时采用定子铁心饱和法判断转子初始位置并起动,低高速时设计了一种新的准滑动模态观测器控制算法,它将反电动势估算值反馈到定子电流的观测计算中,相比传统的滑模观测器算法,它可以通过选择合适的反馈值提高转子位置角的估算精度和系统的稳定性,并且切换函数采用饱和函数代替开关函数,可以通过选择合理的边界层厚度有效地削弱抖振.以一台表面式无刷直流电机为对象进行实验,实验结果表明该转子位置自检测复合方法能够在全速范围内有效地估算转子位置信息,是实现无刷直流电机无位置传感器运行的一种实用方法.     

一种改进的无刷直流电机控制方法

利用速度无关磁链函数法原理,提出一种可以忽略定子电感的无位置传感器改进算法。通过实时检测无刷直流电机三相端电压和母线电流大小,并利用定子电阻进行实时计算,获得无刷直流电机换相时刻,从而实现无刷直流电机无位置传感器控制。该方法实现简单、控制方便,能够准确检测出无刷直流电机转子位置信号。通过对短时脉冲法进行研究,提出一种改进的起动算法。试验结果验证了上述方法的可行性和有效性,达到了预期效果。     

基于反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制技术综述

利用反电动势估计无刷直流电机转子位置,取代传统位置传感器,可提高系统可靠性,拓宽无刷直流电机应用范围。详细介绍了各种基于反电动势的转子位置检测方法基本原理和研究现状,并比较了它们的优缺点。     

一种新的无刷直流电机反电动势检测方法

无位置传感器无刷直流电机的控制算法是近年来研究的热点之一,有霍尔位置信号直流电机根据霍尔状态来确定通断功率器件。利用无刷直流电机的数学模型,根据反电动势检测原理,提出了一种新的线反电动势检测方法来确定转子位置信息。通过和有霍尔信号的无刷直流电机的速度响应和转矩进行仿真比较,改进的线反电动势法,可以在较宽的速度范围内确定转子位置信息,且力矩输出波动较小。同时该方法无需重构电机中点,结构简单,易于实现,有较高的实用价值。     

基于反电势直接检测法的无刷直流电动机控制系统

为实现无刷直流电动机(BLDCM)无位置传感器控制,设计了一种通过直接检测空闲绕组反电动势来确定转子位置的BLDCM控制方案。重点介绍了反电势检测原理以及常用检测方法存在的不足,详细阐述了一种采用ADC在PWM ON期间直接检测反电势,并通过软件补偿提高过零检测精度的方法;详细讨论了BLDCM闭环换向运行和起动策略的工作过程。实验结果表明,该系统换向准确,高速运行稳定可靠,具有很好的工程实用价值。     

高速无位置传感器无刷直流电动机控制系统

高速无刷直流电动机超过10 000 r/min,换相时间极短,对无位置传感器的控制系统的设计和实现提出了更高的要求。针对无位置传感器的高速无刷直流电动机控制进行研究,采用一种基于反电动势过零点检测换相技术的改进方法。在程序控制方面采用多中断嵌套、滤波算法来提高电机反电动势过零点检测的精度和抗干扰性能;在硬件设计方面将电机三相合成电压分压值与母线分压值进行比较来检测过零点。该设计电路简单,成本低,动态性能好。实验结果表明,该方案有效可行,能够保证电机在较高的额定转速下稳定运行。     

反电势法无位置传感器无刷直流电机最佳换相逻辑分析

介绍了反电势法无位置传感器无刷直流电机控制的基本原理 ,给出了反电势过零检测电路 ,对反电势法无刷直流电机调速控制中偏离“最佳换相逻辑”的原因作了理论分析 ,提出了相应的补偿方法 ,通过实验进行了验证。     

无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统设计

提出了基于SVPWM控制和电流调节控制的无位置传感器六相无刷直流电机(BLDCM)的起动控制,不仅能有效控制起动电流大小,而且可以改善BLDCM开环起动性能。设计了基于DSP的无位置传感器六相永磁BLDCM控制系统,充分运用DSP中的两个事件管理器,通过软件编程实现了SVPWM的开环起动控制,通过反电势检测法获取转子位置信号和速度信号。系统设计保证六相电机每套绕组既能独立工作,又能两套绕组同时工作,且具有软、硬件结合逐级递升的多重保护功能。实验结果表明,该控制系统很好地实现了六相BLDCM基于SVPWM和电流调节控制的开环起动,以及基于反电势位置检测的闭环运行。     

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统

为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法.该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息.本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路.文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性.     

改进滑模观测器的BLDCM无模型自适应控制

为了解决传统滑模观测器(SMO)的抖振与相位延迟问题以及传统PI控制动态性能差的问题。首先提出了一种新型的切换函数对传统滑模观测器进行了改进,这种新型的切换函数是用双边界层的思想实现的,并且将改进的滑模观测器运用到无刷直流电机(BLDCM)直接转矩控制系统中,实现了无刷直流电机无位置传感器控制,其次将全格式线性化无模型自适应控制(MFAC)算法应用于无刷直流电机调速控制器的设计中。仿真结果表明,改进的滑模观测器的反电动势观测误差比传统滑模观测器小了4%左右,并且无模型自适应控制的动态性能要优于传统PI控制。改进的滑模观测器能够准确地估计无刷直流电机的反电动势,有效地削弱抖振,无需额外增加低通滤波器,简化了系统结构。无模型自适应控制算法提高了系统的鲁棒性、稳定性和快速性。     

基于全局快速终端滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制

无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器(NTSMO)和线性滑模观测器的优点。该观测器引入了混合滑模面,具有全局快速收敛性和较好的跟踪精度,减少了常规滑模观测器的相位滞后问题,提高了转子位置与速度的估算精度。设计了高阶滑模控制律,保证观测器的稳定性并抑制抖振现象,可以得到平滑的反电动势信号。实验结果表明,所提出的控制策略能够准确估计得到无刷直流电机的线反电动势,加快收敛速度,系统具有较好的静、动态特性。实验结果验证了所提出控制方法的有效性。     

基于离散反电动势估计的永磁同步电机无速度传感器控制

针对高速永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器控制问题,提出了一种基于离散反电动势估计的PMSM无速度传感器控制策略。实施离散反电动势估计的设计有三点:首先,设计了离散dq电流观测器以消除反电动势估计中的电感交叉耦合效应;然后,设计了延迟补偿模型以补偿数模转换引起的电压误差,同时设计了较为精确的离散模型,以克服由数字实现导致的估计反电动势和实际反电动势之间的偏差;最后,开展了高速PMSM驱动试验,试验结果验证了所提出的高速PMSM无速度传感器控制方案的性能。     

基于变趋近律滑模反电动势观测器的BLDCM无位置传感器控制

无刷直流电机（BLDCM）驱动系统应用于多电/全电航空飞行器,为电动燃油泵、冷却泵和电动刹车等提供动力输出。为满足BLDCM在复杂的电磁干扰以及极端温度等特殊环境工作的要求,提出了基于变结构控制策略的滑模反电动势观测器实现电机无位置传感器控制。使用变趋近律代替了传统滑模反电动势观测器的固定增益,并通过锁相环(PLL)得到电机转子位置和转速信息。仿真结果表明该方法可以有效抑制反电动势观测值的抖振,实现电机在中高速段的稳定运行,满足系统的快速性和鲁棒性要求。     

无位置传感器永磁无刷直流电机的起动控制研究

针对无位置传感器无刷直流电机存在的起动问题,根据无刷直流电机的起动换相时刻与直流母线电压直接相关的特点,提出一种插值起动方法。该方法首先通过改变母线电压值,采集相应的起动换相时刻数据样本。在离线情况下,以母线电压为输入,换相时刻作为输出,拟合出两者之间的3次样条插值函数。开环起动时,该方法能够准确计算出任意母线电压下电机的起动换相时刻;闭环起动时,随着PI调节器控制的母线电压有效值的变化,系统通过插值函数在线修正换相时刻,从而保证电机准确换相。起动完毕后,由软件将系统切换到反电势运行状态。仿真和实验表明,提出的插值起动方法,广泛适用于无位置传感器无刷直流电机的开环、闭环以及相应情况下的带负载起动。