[发明专利]一种无刷直流电动机转子换相位置检测及换相控制方法

摘要

本发明公开了一种无刷直流电动机转子换相位置检测及换相控制方法。本发明为了便于计算和更好地利用线反电动势过零原理，定义了三个F函数，函数为与位置相关的线反电动势的倒数。通过检测无刷直流电动机两相线电压和定子电流，计算出F函数，并对F函数的值进行正负限幅。F函数的值跃变为正阈值或负阈值的时刻就对应线反电动势的过零点，该过零点就是无刷直流电动机转子位置，根据转子位置可实现电动机电流换相控制。F函数阈值根据电动机转速范围分段设定。这种方法无需虚构电动机中点，并且无需30度相位延迟，适应任何形状的反电动势，可采用任意的PWM调制方式，相对于传统的相反电动势过零虚构中点检测方法具有结构简单、适用范围更广等优点。

主权项

一种无刷直流电动机转子换相位置检测及换相控制方法，其特征在于包括如下步骤：(1)采用电压传感器和电流传感器测量无刷直流电动机ab相间线电压u_ab和bc相间线电压u_bc以及a、b两相电流i_a、i_b，计算出ca相间线电压u_ca＝‑(u_ab+u_bc），c相电流i_c＝‑(i_a+i_b)；(2)计算三相线反电动势倒数F_ab、F_bc、F_ca函数值，计算公式为：$\left\{\begin{array}{c}{F}_{\mathrm{ab}}=1/e_{\mathrm{ab}}=\frac{1}{u_{\mathrm{ab}}-R(i_a-i_b)-\mathrm{Ld}(i_a-i_b)/\mathrm{dt}}\\ F_{\mathrm{bc}}=1/e_{\mathrm{bc}}=\frac{1}{u_{\mathrm{bc}}-R(i_b-i_c)-\mathrm{Ld}(i_b-i_c)/\mathrm{dt}}\\ F_{\mathrm{ca}}=1/e_{\mathrm{ca}}=\frac{1}{u_{\mathrm{ca}}-R(i_c-i_a)-\mathrm{Ld}(i_c-i_a)/\mathrm{dt}}\end{array}\right.$式中e_ab、e_bc和e_ca分别为三相线反电动势，R为定子绕组电阻，L＝L_s‑L_m为定子有效电感，L_s为定子相绕组自感，L_m为定子相绕组互感；(3)检测F_ab、F_bc、F_ca函数值，如其中任一个函数绝对值达到预设的阈值，即得一个线反电动势过零点，也就是一个电动机转子换相位置。