总第

４５卷第５０７期

电测与仪表

Ｖｏｌ．４５Ｎｏ．５０７

２００８年第０３期

ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ

Ｍａｒ．２００８

０

引

言

过去十年来

，应用霍尔传感器检测无刷直流电机

转子位置信号

，因成本低廉、性能可靠、控制简单，一

直是最广泛使用的方法

［１－２］

。然而

，霍尔传感器对温度

非常敏感

，在温度高于

７５°

Ｃ

时

，如在空调压缩机中，

就会失效。霍尔传感器另外一个问题是需要安放在电

机内部

，这对于使用小型无刷直流电机的场所如计算

机的硬盘没有安装的空间。因此

，国内外很多学者研

究出了无霍尔传感器的检测无刷直流电机转子位置

信号方法。在各类方法中

，通过检测断开相绕组端电

压反电势过零点的方法因结构简单、容易实现

，应用

最普遍

［３－４］

。但是

，反电势过零法在检测到反电势过零

点后都需要采用结构复杂、成本较高的模拟或数字电

路进行相移

，才能得到正确的换相时刻，不能使用霍

尔传感器所采用的成本低廉的转子位置译码芯片。为

了解决上述问题

，本文提出一种无需相移，通过对检

测的三相端电压、进行简单的

ＲＣ

低通滤波和比较

，检

测无刷直流电机转子位置信号的新方法

，该方法输出

的信号与采用霍尔检测器传感器的信号完全一致

，具

有很强的实用性。

１

转子位置信号检测的工作原理

具有理想梯形波反电势和方波电枢电流的无刷

直流电机采用三相逆变器供电

，每相绕组通电

１２０°

角

度

，

电路如图

１

所示。

一种检测无刷直流电机转子位置的新方法

薛晓明

，钱驰波

（常州信息技术学院电子信息工程系，江苏常州

２１３１６４

）

摘要

：针对传统的无刷直流电机无位置传感器检测转子位置信号需要多级模拟滤波器、

复杂的相移电路以及与霍尔传感器输出的信号不一致的缺陷

，本文提出了一种通过对三

相端电压进行简单滤波、比较后直接获得转子位置信号的新方法。实验结果表明

：新方法

无需相移

，检测的无刷直流电机转子位置信号和采用霍尔传感器输出的位置信号完全一

致

，可与霍尔传感器所采用的成本低廉的转子位置译码芯片相配套。

关键词

：无刷直流电机；平均端电压；平均线电压；转子位置检测；霍尔传感器

中图分类号

：

ＴＭ７１３

文献标识码

：

Ａ

文章编号

：

１００１－１３９０

（

２００８

）

０３－００４７－０４

ＸＵＥＸｉａｏ－ｍｉｎｇ，ＱＩＡＮＣｈｉ－ｂｏ

（

ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，

Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ２１３１６４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ

）

ＡｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｄｅｔｅｃｔｉｎｇｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｆｏｒｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｆｅｃｔｔｈａｔｄｅｔｅｃｔｉｎｇｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｏｆｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ
ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓｆｏｒｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒｎｅｅｄｓｔｈｅｍｕｌｔｉｓｔａｇｅａｎａｌｏｇｆｉｌｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｈａｖｅｃｏｍｐｌｅｘ
ｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｃｉｒｃｕｉｔｓａｎｄｉｎｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｅｎｃｅｏｆＨａｌｌｓｅｎｓｏｒｏｕｔｐｕｔｓｉｇｎａｌｓ，ｔｈｅｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔｓａ
ｎｅｗｍｅｔｈｏｄｗｈｉｃｈｔｈｅｓｉｇｎａｌｓｏｆｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍｔｈｅｔｈｒｅｅｔｅｒｍｉｎａｌ
ｖｏｌｔａｇｅｓｗｉｔｈｓｉｍｐｌｅｆｉｌｔｅｒｓａｎｄｃｏｍｐａｒａｔｏｒｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｏ－

ｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｓｆｏｒｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒ（ＢＬＤＣ）ｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｉｓｎｏｐｈａｓｅｓｈｉｆｔ
ａｎｄｓａｍｅａｓＨａｌｌｓｅｎｓｏｒ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙｉｎｔｅｒｆａｃｅｄｗｉｔｈＨａｌｌｓｅｎｓｏｒ
ｂａｓｅｄｏｎｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎＩＣｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢＬＤＣｍｏｔｏｒ，ａｖｅｒａｇｅｔｅｒｍｉｎａｌｖｏｌｔａｇｅ，ａｖｅｒａｇｅｌｉｎｅｖｏｌｔａｇｅ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｒｏｔｏｒ

ｐｏｓｉｔｉｏｎ

，

Ｈａｌｌｓｅｎｓｏｒ

４７

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