[发明专利]一种用于四相双凸极电机的无位置传感器控制技术

权利要求书

1.用于四相双凸极电机的无位置传感器技术，其特征包括以下步骤：

(1)根据滤波器的幅频特性曲线，确保这个范围内的任意转速下的反电势经过根据这个范围设计的滤波器滤波后的THD值在10％以内，从200rpm开始，在200rpm～1000rpm间每间隔200rpm划分一个转速范围，1000rpm～3000rpm间每间隔500rpm划分一个转速范围，3000rpm～6000rpm间每间隔1000rpm划分一个转速范围，6000rpm以上的转速每间隔2000rpm划分一个转速范围，通过理论计算做出每个转速范围中每间隔50rpm的转速对应的补偿角的查找表；

(2)通过电压传感器检测四相双凸极电机的任意相邻两相端电压(以A相和B相为例)，检测到的端电压UA和UB首先经过模拟减法器去除直流偏置Uin/2(Uin是四相全桥电路直流端电压)，然后根据此时A相电势过零电压点来计算此时电机转速n；

(3)将步骤(2)所述的电机转速n与步骤(1)所述的预先设定的N(N是大于2的自然数)个转速范围进行比较，根据转速范围1、2、……N分别进入滤波器1、2、……N，滤波后的A、B相反电势通过AD采样模块直接送入DSP；

(4)将步骤(3)所述的经过AD采样进入DSP中的A、B相电势，根据步骤(1)预先设置的查找表来进行坐标变换以实现精确相位补偿，经过补偿后的反电势经过DA转换在外部的过零比较器中与零基准电压进行比较，输出信号给CAP捕获；

(5)步骤(4)所述的CAP口捕获信号经过DSP输出给FPGA，在FPGA中进行逻辑运算，产生八个脉冲驱动信号给四相主功率电路的开关管，完成控制。

2.根据权利要求1所述的四相双凸极电机无位置传感器技术特征，N种特征角频率的单级低通滤波器设计准则如下：

滤波器的传递函数为：

Gc(f)=A0·(2·π·fn)2(j·2·π·f)2+(2·π·fnQ)·j·2·π·f+(2·π·fn)2]]>

特征角频率为：

fn=1/2πR1R2C1C2·10-12]]>

幅频特性：

T_c(f)＝20·log(|G_c(f)|)

相频特性：

P(f)=arg(Gc(f))π·180]]>

其中A0是滤波器增益，Q是品质因数，R1和R2是输入电阻，C1是输入输出的飞跨电容，C2是输入电容，根据权利要求1中步骤(1)所述的滤波后的THD值在10％以内以及滤波器的幅频和相频特性，在200rpm～1000rpm间每间隔200rpm选择一个截止频率的滤波器，1000rpm～3000rpm间每间隔500rpm选择一个截止频率的滤波器，3000rpm～6000rpm间每间隔1000rpm选择一个截止频率的滤波器，6000rpm以上的转速每间隔2000rpm选择一个截止频率的滤波器，为了保证滤波效果，采用三个相同截止频率的二阶滤波器串联的结构，根据电机转速确定反电势的基波频率：

f_x＝n/5

其中n是电机转速，每个转速范围所选择的滤波器的特征角频率f_n是此转速范围内的最大转速的反电势基波频率。