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第 40卷第 1期

2010年 1月

 

东 南 大 学 学 报

( 自 然 科 学 版 )

JOU RNAL O F SOU TH EA S T UN IV ERS ITY (N a tu ra l S c ience Ed ition)

 

V o l.

40

N o.

1

J an.

2010

do i:

10

.

3969

/ j. issn.

1001 - 0505

.

2010

.

01

.

017

基于直接反电动势法的无刷直流电机准确换相新方法

林明耀  周谷庆  刘文勇

(

东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心

,

南京

210096)

(

东南大学电气工程学院

,

南京

210096)

摘要

:

分析了上桥臂

PWM

调制 、

下桥臂恒通调制方式时的端电压波形

,

讨论相应的反电动势过

零点检测方法

.

PWM

调制信号开通状态结束时刻对端电压进行采样

,

由软件算法确定反电动

势过零点

.

针对电机运行时存在超前换相或滞后换相的情况

,

通过设置合理的延迟时间来实现最

佳换相

.

针对实际电机存在反电动势过零点分布不均匀的情况

,

根据过零点间隔时间存在着周期

性规律

,

提出一种新的延迟时间设置方法

,

使换相点位于相邻过零点的中间位置

,

实现了电机的

准确换相

.

实验验证了所提出方法的可行性和有效性

.

关键词

:

反电动势法

;

端电压

;

过零点检测

;

换相

;

无刷直流电机

中图分类号

: TM

351  文献标志码

: A

  文章编号

:

1001 - 0505

(

2010

)

01

20089206

New accura te comm uta tion m ethod ba sed on d irect

back

2

EM F m ethod for brushless DC m otor

L in M ingyao

 

Zhou G uq ing

 

L iu W enyong

( Eng inee ring R esea rch C en ter fo r M o tion C on tro l of M in istry of Educa tion, S ou theast U n iversity, N an jing

210096

, C h ina)

( S choo l of E lec trica l Eng inee ring, S ou theast U n ive rsity, N an jing

210096

, C h ina)

Abstra ct:

The senso rless con tro l d rive fo r b rush less d irec t cu rren t m ach ine (BLD CM ) is investiga ted

based on d irec t back e lec trom o tive fo rce ( back

2

EM F) de tec tion m e thod. The te rm ina l vo ltage w ave

2

fo rm is ana lyzed fo r the H

_

pwm

2

L

_

on typ e of m odu la tion, and the ze ro

2

c rossing p o in t de tec tion m e th

2

ods a re d iscussed. The te rm ina l vo ltage is sam p led a t the end of p u lse w id th m odu la tion ( PWM ) on

2

sta te and the ze ro

2

c rossing p o in t is ex trac ted f rom the p rop osed a lgo rithm.

The effec ts of the lead ing

and the lagg ing comm u ta tion on the op e ra tion p e rfo rm ance a re ana lyzed, and the cond ition of the op ti

2

m a l comm u ta tion is p resen ted. B ecause the ze ro

2

c rossing p o in ts d istribu te asymm e trica lly in the BLD

2

CM , a new se tting m e thod of de lay tim e is suggested and the m o re accu ra te comm u ta tions a re a

2

ch ieved. The exp e rim en t resu lts have ve rif ied the feasib ility and va lid ity of the p rop osed m e thod.

Key words:

back e lec trom o tive fo rce m e thod; te rm ina l vo ltage; ze ro c ross ing p o in t de tec tion; com

2

m u ta tion; b rush less d irec t cu rren t m ach ine

收稿日期

:

2009

2

05

2

27

.

 作者简介

:

林明耀

(

1959

) ,

,

博士

,

教授

, m y lin

@

seu. edu. cn.

基金项目

:

江苏省自然科学基金资助项目

( (B K

2008306

) .

引文格式

:

林明耀

,

周谷庆

,

刘文勇

.

基于直接反电动势法的无刷直流电机准确换相新方法

[ J ].

东南大学学报

:

自然科学版

,

2010

,

40

(

1

) :

89

2

94

. [ do i:

10

.

3969

/ j. issn.

1001 - 0505

.

2010

.

01

.

017

]

  无刷直流电机

(BLD CM )

具有结构简单 、

运行

效率高和调速性能好等优点

,

在工业和商业领域得

到广泛应用

.

近年来

,

无刷直流电机的无位置传感

器控制一直是国内外的研究热点

,

较为常见的转子

位置信号检测方法有反电动势法 、

定子电感法 、

流二极管法 、

磁链估计法和状态观测器法等

[

1

2

2 ]

,

中反电动势法最为有效实用

.

文献

[

3

]

在低速和高

速时

,

分别在

PW M

关断和开通阶段检测反电动

,

采用 2个不同的参考电压获得反电动势过零

,

而不需位置传感器和电流传感器

,

但增加了硬

件电路的复杂性

.

文献

[

4

]

通过比较悬空相绕组端

电压和逆变器直流环中点电压的关系

,

获得反电动

势过零点

.

该方法无需重构电机中性点

,

不使用滤

波电路

,

但需采用硬件电路比较得到过零点

.

文献