基于模擬中性點(diǎn)電壓的無傳感器無刷電機(jī)相位補(bǔ)償研究.pdf

1、永磁無刷直流電機(jī)具有功率密度大、幾何尺寸小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行效率高，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)以及民用場(chǎng)合。由于位置傳感器的安裝，使無刷直流電機(jī)在一些特殊場(chǎng)合的應(yīng)用受到了限制，因此，無刷直流電機(jī)無位置傳感技術(shù)研究具有較高的研究和應(yīng)用價(jià)值。目前學(xué)者們提出了反電勢(shì)法、電感測(cè)量法、速度無關(guān)位置函數(shù)法、卡爾曼濾波法、狀態(tài)觀測(cè)器法等多種方法。尤其是反電勢(shì)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(huì)帶來相位滯后，需要根據(jù)電機(jī)不同運(yùn)行轉(zhuǎn)速進(jìn)行修

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

3、相位置計(jì)算表達(dá)式和邏輯分析關(guān)系表，然后，通過動(dòng)態(tài)有限元仿真驗(yàn)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(duì)無位置傳感無刷電機(jī)的低速起動(dòng)問題，本文在分析傳統(tǒng)三段式啟動(dòng)方法的基礎(chǔ)上，指出了“升壓升頻比”對(duì)電機(jī)成功啟動(dòng)至關(guān)重要，過高或過低的“升壓升頻比”均會(huì)淹沒繞組過零點(diǎn)，使電機(jī)不能可靠啟動(dòng)?；诖吮疚膶?duì)傳統(tǒng)三段式啟動(dòng)方式進(jìn)行了改進(jìn)，即低速段采用升壓升頻外同步加速同時(shí)檢測(cè)繞組電壓過零點(diǎn)，若在低轉(zhuǎn)速閥

4、值n1下不能可靠檢測(cè)到過零點(diǎn)，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(gè)電周期，檢測(cè)繞組過零點(diǎn)直接進(jìn)入無位置傳感運(yùn)行狀態(tài)。該方法在保證啟動(dòng)可靠性前提下，提高了電機(jī)啟動(dòng)的快速性和狀態(tài)切換的平穩(wěn)性。對(duì)無位置傳感無刷電機(jī)的啟動(dòng)研究具有借鑒意義。
　　 最后，基于上述研究，本文基于dsPIC30F3010增強(qiáng)型16位閃存數(shù)字信號(hào)控制器，設(shè)計(jì)了無刷直流電機(jī)的無位置傳感器運(yùn)行控制電路，硬件電路主要包括無刷電機(jī)繞組端電壓的采樣電路、