[发明专利]反电势过零点重构的BLDC位置信号相位误差的控制方法无效

专利信息
申请号: 200910032941.2 申请日: 2009-06-01
公开(公告)号: CN101599732A 公开(公告)日: 2009-12-09
发明(设计)人: 吴元元;王寅;凌星;王晓琳;邓智泉 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: H02P6/16 分类号: H02P6/16
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 代理人: 许 方
地址: 210016江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 电势 零点 bldc 位置 信号 相位 误差 控制 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种反电势过零点重构的BLDC位置信号相位误差的控制方法,属于bldc无位置传感器技术的控制方法的技术领域。

背景技术

目前,无传感器技术是电机与驱动领域近二十年来的一个重要研究方向,已经开发出了多种控制技术。在永磁无刷直流电机(bldc)无传感器技术的领域里,基于反电势过零点信息判断转子位置的无位置传感器技术是一个重要的组成部分,派生出三个主要的方向:1)端电压法;2)相电压法;3)三次谐波法。这三个主要的方向有两个共同需要解决的问题:1)如何剔除由PWM带来的噪声;2)如何精确的将反电势过零点信息移相30°,获得准确的换相时刻。传统的方法在解决这两个问题的时候,在电压采集的前端加了一个RC滤波器。RC滤波器担负着双重的任务即:1)滤除由PWM产生的高频干扰;2)将剔除干扰后的反电势波形延迟30°,然后获得过零点信息进而得到换相时刻。由于RC滤波器的截止频率无法随速度的改变而改变,在不同转速条件下移相无法达到准确30°,因而在宽转速运行工况下,在传统方法的基础上需要对反电势进行移相补偿。如何进行准确的移相补偿,进而准确的实现换相,成为了宽转速运行bldc无位置传感器技术的关键问题。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种简单,实用且能够在较宽的转速运行条件下实现准确换相的永磁无刷直流电机(bldc)无位置传感器技术即反电势过零点重构的BLDC位置信号相位误差的控制方法。

本发明为实现上述目的,采用如下技术方案:

本发明反电势过零点重构的BLDC位置信号相位误差的控制方法,其特征在于包括如下步骤:

1)将永磁无刷直流电机的三相输入端电压分别经过一阶RC低通滤波器得到三相反电势,其中三相端电压分别为a相端电压Va、b相端电压Vb、c相端电压Vc,三相反电势分别为a相反电势Ea、b相反电势Eb、c相反电势Ec;

2)将步骤1所述的三相反电势依次经过调理电路、AD采样电路得到数字信号并输出至微处理器;

3)将步骤2所述的数字信号经过微处理器得到三相全桥逆变器的PWM开关信号;

4)将步骤3所述的三相全桥逆变器的PWM开关信号经过三相全桥逆变器得到永磁无刷直流电机的三相输入端电压。

本发明优点如下:①在电机没有引出中性点的条件下可直接反应出相反电势的过零点信息。②不同的转速下可以实时的补偿由RC滤波器造成的位置信号相位上的误差。

附图说明

图1为永磁无刷直流电机无位置传感器技术的系统框图。

图2为本发明坐标变换示意图,实线表示alfa坐标系,虚线表示滞后于alfa坐标系β(β=π/6-α)的belta坐标系,Ea、Eb和Ec为alfa坐标系下互差120°的三个经滤波后的反电势矢量,Ea’、Eb’和Ec’为belta坐标系下互差120°的三个经坐标变换重构后的矢量。

图3为本发明具体实施流程示意图。

图4为本发明的程序流程图。

图5为本发明以一台PN=24W,UN=24V,nN=3000rmp的两对极表贴式永磁无刷直流电机为研究对象,进行了实验。实验波形如图五(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)。(a)中Ea,Eb和Ec分别为A、B和C相端电压经一阶低通滤波器后的波形,E′a为坐标变换重构后的A相反电势波形。因为坐标变换后抵消的直流分量和三次谐波,而5次和5次以上谐波含量很少,所以波形接近正弦。(b)为电机从1500rmp升速到3000rmp时的波形图;(c)为电机升速过程中1500rmp范围内的细化波形图;(d)为电机升速过程中3000rmp范围内的细化波形图。可以发现在1500rmp到3000rmp范围内,E′a的过零点均与A相hall信号的上跳沿和下跳沿重合,则依靠E′a,E′b和E′c的过零点信息可以获得换相逻辑,实现无位置传感器技术;(e)为采用本发明无位置传感器技术后,电机转速为1500rmp时的A相电流ia波形和A相重构后反电势波形E′a波形;(f)为采用本发明无位置传感器技术后,电机转速为3000rmp时的A相电流ia波形和A相重构后反电势波形E′a波形;实验结果证实了本发明的可行性。

具体实施方式

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