一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法与流程

1.本发明属于电机控制技术领域，具体涉及一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法。。


背景技术：

2.无刷直流电机转子位置的监测方法主要分为位置传感器检测法和无位置传感器检测法两种，其中位置传感器检测法主要采用霍尔传感器、电磁式位置传感器、光电式位置传感器检测转子位置；无位置传感器的检测方法主要是通过检测电动机中电压值、电流值等能够测量到的物理量间接地估计转子的位置。
3.目前位置估计方法主要有磁链观测器法、续流二极管电流检测法和反电动势检测法等，使用最为广泛的是反电动势法。这种方法在无刷直流电动机正常运行时，忽略电动机电枢的反应，通过检测关断相反电动势的过零点来获得永磁转子的关键位置信号，从而可以控制绕组电流的切换，实现电动机的运转。在反电动势过零检测方法中根据检测电动势过零点方法的不同可以分为端电压法和相电压法。其中相电压法由于直接便捷而受到广泛使用。但是受到非导通相换相续流的影响，所测得的非导通相反电势在换相瞬间会有一个等大反向的电压脉冲。该电压脉冲也会经过零点被误判为反电势过零，进而影响换相精度，造成电机的抖动、电流波动加剧、系统效率降低，严重时会造成电机的失步故障，影响其正常运行。因此，高精度换相控制方法的提出，对于改善无位置传感器无刷直流电机的运行性能具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，提供一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法，能够有效地提高电机的换向精度，避免电机因为换相不准确而引起的电机抖动，甚至失步故障。
5.为了达成以上目的，本发明的解决方案是：一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法，包括如下步骤：本发明的目的在于提供一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法，其技术点在于，包括以下步骤：步骤1，在无刷直流电机运行过程中获取三路信号，记为a相、b相、c相；步骤2，当当前导通相为bc、ab、ca时，采用反电动势检测方法，通过采集不导通相的相电压来得到该相反电势的值，实时计算当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec的值；步骤21，过零信号检测：判断当前未导通相的当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec是否小于0；步骤23，如果步骤21中判断小于0，则判断在t1时间之后判断当前未导通相的检测到过零信号的时刻一直到t1时间之后这段时间的各相的平均相电压是否大于0；
步骤231，如果步骤23中判断大于0，则认定为真过零点，并在t2时间过后进行换相；步骤232，如果步骤23中判断不大于0，则认定为假过零，重新进入步骤21进行过零信号检测；步骤24，如果步骤21中判断为不小于0，则认定为假过零，重新进入步骤21进行过零信号检测；步骤3，过零信号检测：当当前导通相为ba、ac、cb时，通过采集不导通相的相电压来得到该相反电势的值，实时计算当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec的值；步骤31，过零信号检测：判断当前未导通相的当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压是否大于0；步骤33，如果步骤31中判断大于0，则判断在t1时间之后判断当前未导通相的检测到过零信号的时刻一直到t1时间之后这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec是否小于0；步骤331，如果步骤33中判断小于0，则认定为真过零点，并在t2时间过后进行换相；步骤332，如果步骤33中判断不小于0，则认定为假过零，重新进入步骤31进行过零信号检测；步骤34，如果步骤31中判断为不大于0，则认定为假过零，重新进入步骤31进行过零信号检测。
6.进一步的，本发明的t1具体计算如下：t1=1/（4w），其中w为电机当前转速。
7.进一步的，本发明的t2具体计算如下：t2=1/（4w），其中w为电机当前转速。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法可以有效识别是否为真过零点，提高无刷直流电机换相过程的精度，从而避免无刷直流电机出现的电机的抖动、电流波动加剧、系统效率降低、电机失步故障等问题，从而保证无刷直流电机的正常运行。
附图说明
9.图1是本发明的无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法流程图；图2是本发明的无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法中无刷直流电机的理想反电势曲线；图3是本发明的无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法中无刷直流电机的实际反电势曲线。
具体实施方式
10.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
11.以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
12.如图1所示，本发明提供一种无传感器的无刷直流电机高准确换相控制方法，包括如下步骤：步骤1，在无刷直流电机运行过程中获取三路信号，记为a相、b相、c相；步骤2，当当前导通相为bc、ab、ca时，采用反电动势检测方法，通过采集不导通相的相电压来得到该相反电势的值，实时计算当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec的值；步骤21，过零信号检测：判断当前未导通相的当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec是否小于0；步骤23，如果步骤21中判断小于0，则判断在t1时间之后判断当前未导通相的检测到过零信号的时刻一直到t1时间之后这段时间的各相的平均相电压是否大于0；步骤231，如果步骤23中判断大于0，则认定为真过零点，并在t2时间过后进行换相；步骤232，如果步骤23中判断不大于0，则为如图2所示的在真过零点前出现的电压脉冲峰，同理，在真过零点后也会出现同样的电压脉冲峰，则认定为假过零，重新进入步骤21进行过零信号检测；步骤24，如果步骤21中判断为不小于0，则认定为假过零，重新进入步骤21进行过零信号检测；步骤3，过零信号检测：当当前导通相为ba、ac、cb时，通过采集不导通相的相电压来得到该相反电势的值，实时计算当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec的值；步骤31，过零信号检测：判断当前未导通相的当前时刻一直到t1时刻之前这段时间的各相的平均相电压是否大于0；步骤33，如果步骤31中判断大于0，则判断在t1时间之后判断当前未导通相的检测到过零信号的时刻一直到t1时间之后这段时间的各相的平均相电压ea、eb和ec是否小于0；步骤331，如果步骤33中判断小于0，则认定为真过零点，并在t2时间过后进行换相；步骤332，如果步骤33中判断不小于0，则认定为假过零，重新进入步骤31进行过零信号检测；步骤34，如果步骤31中判断为不大于0，则认定为假过零，重新进入步骤31进行过零信号检测。
13.如图3所示，本发明的t1具体计算方式为：t1=1/（4w），其中w为电机当前转速。本发明的t2具体计算方式为：t2=1/（4w），其中w为电机当前转速。
14.综上，本发明一种无刷直流电机换相续流控制方法，可控制无刷直流电机换相续流，从而达到保护功率管作用。
15.尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。