基于模擬中性點電壓的無傳感器無刷電機相位補償研究.pdf

1、永磁無刷直流電機具有功率密度大、幾何尺寸小、動態(tài)響應(yīng)快、運行效率高，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以及民用場合。由于位置傳感器的安裝，使無刷直流電機在一些特殊場合的應(yīng)用受到了限制，因此，無刷直流電機無位置傳感技術(shù)研究具有較高的研究和應(yīng)用價值。目前學(xué)者們提出了反電勢法、電感測量法、速度無關(guān)位置函數(shù)法、卡爾曼濾波法、狀態(tài)觀測器法等多種方法。尤其是反電勢法的應(yīng)用、研究更為廣泛，但是該方法中相繞組電壓濾波環(huán)節(jié)會帶來相位滯后，需要根據(jù)電機不同運行轉(zhuǎn)速進行修

2、正。此外，無位置傳感器永磁無刷直流電機的起動問題也是影響電機運行的關(guān)鍵問題，基于上述問題本文主要針對端電壓法無位置傳感技術(shù)的換向位置修正、電機啟動方法展開研究，主要得到以下結(jié)論:
　　 首先，針對端電壓法檢測無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的方法，分析推導(dǎo)了三種PWM斬波方式對電機繞組端部電壓和模擬中性點電壓的影響，指出了其電壓變化特點，在此基礎(chǔ)上提出了基于模擬中性點電壓檢測的無刷電機繞組換相位置檢測和修正方法，并進一步推導(dǎo)了該方法中繞組換

3、相位置計算表達式和邏輯分析關(guān)系表，然后，通過動態(tài)有限元仿真驗證了該方法的準(zhǔn)確性和可行性，從而為該方法的應(yīng)用提供理論參考依據(jù)。
　　 其次，針對無位置傳感無刷電機的低速起動問題，本文在分析傳統(tǒng)三段式啟動方法的基礎(chǔ)上，指出了“升壓升頻比”對電機成功啟動至關(guān)重要，過高或過低的“升壓升頻比”均會淹沒繞組過零點，使電機不能可靠啟動?；诖吮疚膶鹘y(tǒng)三段式啟動方式進行了改進，即低速段采用升壓升頻外同步加速同時檢測繞組電壓過零點，若在低轉(zhuǎn)速閥

4、值n1下不能可靠檢測到過零點，則繼續(xù)外同步升速至高轉(zhuǎn)速閥值n2，然后，繞組斷電一個電周期，檢測繞組過零點直接進入無位置傳感運行狀態(tài)。該方法在保證啟動可靠性前提下，提高了電機啟動的快速性和狀態(tài)切換的平穩(wěn)性。對無位置傳感無刷電機的啟動研究具有借鑒意義。
　　 最后，基于上述研究，本文基于dsPIC30F3010增強型16位閃存數(shù)字信號控制器，設(shè)計了無刷直流電機的無位置傳感器運行控制電路，硬件電路主要包括無刷電機繞組端電壓的采樣電路、