[实用新型]一种无刷直流电机无位置传感器控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及可以大功率应用的无刷直流电机无位置传感器控制技术，具体涉及一种无刷直流电机无位置传感器控制装置。

背景技术

永磁无刷直流电机由于具有高功率密度、高可靠性、免维护的优点，被广泛应用于风机、电动泵等拖动运行的场合。由于取消了机械换向器，通常需要在无刷直流电机转子轴上安装转子位置传感器，控制电路通过传感器检测转子位置，控制正确电机换相，从而实现电机平稳运行。但在某些特殊应用的场合，或基于成本的考虑，不允许在电机转子轴上安装转子位置传感器，这就需要电机控制器采用无位置传感器控制算法来实现电机的运行。现有的无位置传感器控制技术一般应用于千瓦级以下的小功率场合，而且无刷电机带载后的启动参数需要反复调节，很难做到快速启动。

目前，国内外没有大功率快速启动的无刷直流电机无位置传感器控制装置的相关公开资料。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适应于千瓦级以上功率场合，能够实现快速启动的无刷直流电机无位置传感器控制装置。

实现本实用新型目的的技术方案：一种无刷直流电机无位置传感器控制装置，包括无位置传感器状态机模块、过零比较模块、过零相选择模块、换相控制模块和AD采样模块；

所述的无位置传感器状态机模块用于换相时刻计算、换相控制和快速启动抗扰动补偿控制；在收到外部的启动输入指令和脉宽调制信号后，快速启动转子转动，并将转子位置估算值输出至过零相选择模块；同时在接收到过零信号后，进行内部补偿运算，计算下一次过零点发生的时刻，并进行状态切换，输出换相脉冲至换相控制模块；

AD采集模块用于采集电机三相端电压和母线电压，并将母线电压输出至过零比较模块，电机三相端电压输出至过零相选择模块；

过零相选择模块根据接收的转子位置估算值和电机三相端电压，选择过零相端电压，并将过零相端电压输出至过零比较模块；

换相控制模块在接收到换相脉冲后将过零比较使能信号置为无效，当换相续流完成后将过零比较使能信号置为有效，并将过零比较使能信号输出至过零比较模块；

过零比较模块将接收的过零相端电压与母线电压进行比较，在过零比较使能信号的控制下产生过零信号，并将过零信号输出至无位置传感器状态机模块。

如上所述的一种无刷直流电机无位置传感器控制装置，无位置传感器状态机模块包括换相时刻计算模块和转子位置控制模块，所述的换相时刻计算模块包括过零信号计时器、过零周期寄存器、延迟器、换相计时器、过零时刻计算器、比较器；过零信号计时器和换相计时器是对系统时钟进行计数的计时器，用来提供时刻基准；过零周期寄存器是由两个移位寄存器组成，移位寄存器时钟端由过零信号驱动，两个寄存器构成一级滞后环节，用来对过零周期进行滤波；过零时刻计算器用于获得在当前速度下30度电角度对应的时间；延迟器用于产生延时；转子位置控制模块根据换相时刻计算模块的输出信号对转子进行位置控制。

本实用新型的效果在于：实现了无刷直流电机带负载情况下的快速启动，以及由于负载变化导致电机转子位置出现扰动时的抗干扰控制，保证了电机在无位置传感器情况下的平稳、可靠运行，还保证了很强的电机适应性和功率适应性，可应用到千瓦级以上的功率场合，对于不同的电机或不同的功率等级均可使用。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种无刷直流电机无位置传感器控制装置结构示意图；

图2为本实用新型中换相时刻计算模块的示意图。

图中：1.无位置传感器状态机模块；2.过零比较模块；3.过零相选择模块；4.换相控制模块；5.AD采样模块；6.过零信号计时器；7.过零周期寄存器；8.延迟器；9.换相计时器；10.换相计时器；11.比较器；12.启停控制信号；13.脉宽调制信号；14.六路脉宽调制信号。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。