[发明专利]宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置及方法

权利要求书

1.一种宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置，包括直流电源（1）、三相逆变器（2）、无刷直流电机（3）、三相逆变器功率器件驱动电路（4）、微控制器（5）和转子位置检测电路（6），其特征在于：所述直流电源（1）经所述三相逆变器（2）与所述无刷直流电机（3）连接；所述转子位置检测电路（6）连接所述无刷直流电机（3）进行检测后输出的信号直接连接至所述微控制器（5）的模数转换输入引脚；所述微控制器（5）的六路输出经所述三相逆变器功率器件驱动电路（4）连接至所述三相逆变器（2）；

所述三相逆变器功率器件驱动电路(4）采用IR2136型三相功率驱动器，其HIN1、LIN1、HIN2、LIN2、HIN3和LIN3引脚连接微控制器（5），HO1、VS1、LO1、HO2、VS2、LO2、HO3、VS3和LO3引脚连接到三相逆变器（2）；所述微控制器（5）采用XC878型单片机，其AN0、AN1和AN2引脚连接转子位置检测电路（6），CC60、COUT60、CC61、COUT61、CC62和COUT62引脚连接三相逆变器功率器件驱动电路（4）；所述转子位置检测电路（6）由一个分压电阻网络组成；功率逆变器采用两两导通的6拍工作模式，两管导通时全部采用PWM斩波控制方式。

2.一种宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制方法，采用根据权利要求1所述的宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制装置进行控制，其特征在于控制步骤如下：由微控制器XC878中的模数转换通道对电机三相绕组的端电压进行采样，用基于压差转换方法的信号处理算法对三相绕组的端电压采样信号进行处理，得到含有断开相反电势信息且幅值为实际反电势幅值两倍的反馈信号，并使之与零电位进行比较，两者值相等的时刻视为获得反电势过零点的时刻，以此作为电机绕组换相的依据来实现无刷直流电机的无位置传感器控制；具体步骤如下：首先进行换相；接着启动XC878单片机内嵌的模数转换单元采样三相绕组的端电压；然后单片机将采样值经过基于压差转换的信号处理方法进行处理，得到的反馈值 与零电位进行比较，二者值相等的时刻为获得反电势过零点的时刻，此时记录下从换相到反电势过零点所经历的电角度对应的时间；以和当前换相周期为依据，将下一个换相周期更新为，以响应速度的变化；重复以上过程，得以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。

3.根据权利要求2所述的宽调速范围无刷直流电机无位置传感器控制方法，其特征在于所述基于压差转换的信号处理方法为：通过微控制器的模数转换通道对电机三相绕组的端电压进行采样；利用电机三相绕组的端电压采样值，分别计算相序相对于断开相超前相的绕组端电压和断开相绕组端电压之间的电位差以及断开相绕组端电压与相序相对于断开相滞后相的绕组端电压之间的电位差，计算公式分别如式（1）和（2）所示；然后计算和之间的电位差，计算公式如式（3）所示；即为经压差转换方法处理后包含反电势信息的反馈信号，其幅值为实际断开相反电势幅值的两倍，且过零点时刻相同；

                                                              （1）

                                                              （2）

                                                                  （3）。