摘要:通过剖析线反电动势过零测量法的基本原理,探讨目前几种不同的基于线反电动势法的定子位置测量策略,并说明每种定子位置测量法的应用场合和优劣点。
关键词:无刷直流电动机定子位置测量线反电动势
中图分类号:TM381文献标示码:A文章编号:1007-3973(2013)012-148-02
1序言
传统无刷直流马达(DCMotor)采用位置传感对定子位置进行检查,但安装位置传感会使马达系统容积减小,不适宜低温高压等恶劣环境,且容易受外界干扰,限制了无刷直流马达在个别特定场合中的应用,因而怎样实现无位置传感无刷直流马达定子位置测量是近些年来的研究热点,本文主要综述了基于线反电动势定子位置测量法的基本原理、应用场合和优劣点。
2线反电动势过零测量法基本原理
单相全桥式无刷直流马达主电路图如图1所示。
假定无刷直流马达的转子定子电感为常量,不计定子反应,忽视齿槽效应,则单相定子的端电流多项式可表示为:
按照无刷直流马达反电动势过零检查原理可知,将测量获得的不导通相反电势过零讯号延后30?电角度4可得到电荒实际换相时刻?硐肭榭鱿拢赏?可知,通过检测线反电动势的过零点讯号就可以得到马达相应的实际换相点。但实际上,因为马达受设计反电动势,漏磁等诱因的影响,无刷直流马达的反电动势波形为平顶长度大于等于120?的矩形波]反电势估算菇推论可诌间反镀镍的广点就是电荒实际换相时刻。?
故采用公式(2)估算线反电动势的过零点可得到马达的实际换相信号。
3简化的线反电动势法
线反电动势的估算须要检测转子内阻R和有效电感L,但有效电感易随实际工况发生变化,且很难检测,故直接采用式(2)估算线反电动势过零点比较困难,但是不确切,对马达参数的依赖性较高。因而考虑中单反电动势的估算公式(2)进行简化。
采用特殊的PWM调制法
依据文献[2]可知,若采用单管调制方法或双管调制,马达换相前换相相为恒值,不导通相电压恒为零,故马达正转时,线反电动势的估算公式可简化为:
该方式只须要检测任意两路线电流和两路相电压,就可以通过公式(3)得到定子的6个换相点,该方式简单有效,可以在较宽的怠速范围内对定子进行确切检查,但它只适宜一些特殊的PWM调制方法。
忽视微分项法
依据文献[3]可知,若忽视线反电动势估算公式(2)的微分项只引起线反电动势估算值在换相后顿时形成尖峰值。但在整个过程中,忽视微分项的线反电动势估算值与(2)的估算值的正负极性一致,不影响过零点讯号的判别。采用PWM调制会带来高频干扰反电动势,须要用RC器混频进行混频,之后进行相位补偿。按照混频器带来的相位滞后设计一个阈值,当线反电动势抵达阈值时为换相时刻。该方式只须要检测两路线电流和相电压,不须要相移,硬件简单,便于实现。但阈值与速率有关,不能保证在全速范围内相位滞后值基本不变,且
该方案没有改善传统的相反电动势过零检查算法在低速下性能不佳的缺点,不适宜低速场合。
4F函数法
文献[1]和[4]为了就能更确切的借助线反电动势获得换相位置讯号,通过定义线反电动势的倒数来构造F函数,实时估算F函数值对定子位置进行实时判定。依据理想线反电动势的波