2010 年 7

月

电

工技术学报

Vol.25 No. 7

第

25 卷第 7 期

TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY

Jul. 2010

基于线反电动势的无刷直流电机

无位置传感器控制

李志强

夏长亮陈炜

（天津大学电气与自动化工程学院

天津 300072）

摘要

提出了基于线反电动势的转子位置检测策略，以实现无刷直流电机的无位置传感器控

制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系，得出线反电动势过零时刻即为换相

时刻的结论。然后，检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势，进而重新安排换相条件来

给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系，采用相移

补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法，系统减少了一路信号检测电路，不

需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻，避免了传统反电动势法在移相

过程中带来的误差。

关键词：无刷直流电机

无位置传感器控制线反电动势过零检测相移补偿

中图分类号：

TM383

A Position Sensorless Control Strategy for BLDCM

Based on Line Back-EMF

Li Zhiqiang Xia Changliang Chen Wei

（

Tianjin University Tianjin 300072 China）

Abstract A novel rotor position detecting method based on line back electromotive force

(back-EMF) is proposed to implement brushless DC motor (BLDCM) position sensorless control.
Rounded analysis is done to draw conclusion that the phase commutation should be made at the
moment of zero-crossing of line back-EMF. Line back-EMFs are obtained by sampling two line
voltages and phase currents. The commutation points are settled by rules different from existing ones.
The phase delay of filtered line EMFs is considered and compensated by using advanced conduction.
Finally, simulation and experimental results are given, from which it can be seen that the correct time
of commutation points are exactly decided and the phase-shafting error is avoided that occurs when
ordinary back-EMF method is used. Additionally, the system is verified to be simplified because it
needs less voltage detecting circuit.

Keywords：Brushless DC motor (BLDCM), position sensorless control, line back electromotive

force (back-EMF) zero-crossing point detection, phase delay compensation

1 引言

无刷直流电机具有调速范围宽、功率密度高、

电磁污染小、运行可靠等显著优点，在伺服控制、

电动车辆、机器人技术及家用电器等领域得到了越

来越广泛的应用

[1-4]

。无刷直流电机一般靠安装在电

机内部的位置传感器检测转子位置，这在一定程度

上增加了电机的成本并降低了系统的可靠性。

无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有

可靠性高、抗干扰能力强等优点，同时在一定程度

上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波

动。因此，发展无位置传感器控制技术成为研究热

国家杰出青年科学基金资助项目（

50825701）。

收稿日期

2009-02-14 改稿日期 2009-07-02