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
.
在
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
—
) ,
男
,
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 、
续
流二极管法 、
磁链估计法和状态观测器法等
[
1
2
2 ]
,
其
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
势
,
采用 2个不同的参考电压获得反电动势过零
点
,
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