[发明专利]无刷直流电机反电动势过零点检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机反电动势过零点检测方法。

背景技术

无刷电机克服了有刷电机的结构复杂、噪声、火花以及维修困难的缺点，以结构简单、运行可靠、高效节能、易于控制的优势得到广泛应用。无刷直流电机在运行时，需要转子的位置信号，以控制逆变器中功率管的换流，从而实现定子磁场与转子的同步运行。根据获取转子位置信号的方法，无刷电机可分为无位置传感器和有位置传感器两种，由于位置传感器不仅安装复杂，硬件成本高，传感器本身存在精度不够等缺陷，对环境条件敏感，使得整个系统的可靠性得不到保证。

反电动势过零检测法是在无刷直流电动机稳态运行时，通过检测关断相反电动势的过零点来获得永磁转子的关键位置信号，从而控制绕组电流的切换，以实现电机的运转。现有的直接反电动势的过零检测方法中，是在二极管续流期间，检测不导通相的电压，运用比较器获得过零点。但是该方法不适合电枢电感较小的电机，续流时间太短，需要外接比较器，成本太高。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种无刷直流电机反电动势过零点检测方法，以用较低的成本快速有效地检测出无刷直流电机反电动势的过零点。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

无刷直流电机反电动势过零点检测方法，将电机的三个定子绕组连接到控制电源上给电机的三个定子绕组施加电压，使得每次换向后都有一个定子绕组连接到控制电源的正极，第二个定子绕组连接到控制电源的负极，且第三个定子绕组处于失电状态；电流从连接到电源正极的绕组流入，从连接到电源负极的绕组流出，第三个绕组处于失电状态，即三相中只有其中两相上施加有电压。

检测三个定子绕组的对地端电压Va、Vb和Vc，反电动势E=（Va+Vb+Vc）–3Vdc/2；其中，Vdc为无刷直流电动机的母线电压，E为无刷直流电机的反电动势，Va、Vb和Vc分别为ABC三相绕组对地端电压；

由反电动势E的正负变化，判断无刷直流电机反电动势的过零点。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的无刷直流电机反电动势过零点检测方法，可通过反电动势E有由正到负或者由负到正的变化来判断电机反电动势的过零点，无需外接比较器，成本较低，检测可靠性高，提高了电机运行的安全可靠性。

附图说明

图1为本发明的无刷直流电机与控制电源连接的等效示意图。

图2为本发明的无刷直流电机反电动势过零点检测方法中的电机ABC三相中的电流变化图。

图3为本发明的无刷直流电机反电动势过零点检测方法中的电机三相绕组的等效电路图。

图4为本发明的无刷直流电机反电动势过零点检测方法中的电机三相绕组的反电动势波形图。

    以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图4，无刷直流电机反电动势过零点检测方法，将电机的三个定子绕组连接到控制电源上给电机的三个定子绕组施加电压，使得每次换向后都有一个绕组连接到控制电源的正极，第二个绕组连接到控制电源的负极，且第三个处于失电状态；电流从连接到电源正极的绕组流入，从连接到电源负极的绕组流出，第三个绕组处于失电状态，即三相中只有其中两相上施加有电压。

检测三个定子绕组的对地端电压Va、Vb和Vc，反电动势E=（Va+Vb+Vc）–3Vdc/2；其中，Vdc为无刷直流电动机的母线电压，E为无刷直流电机的反电动势，Va、Vb和Vc分别为ABC三相绕组对地端电压；

由反电动势E的正负变化，判断无刷直流电机反电动势的过零点。

在以上过零点检测的基础上，还可得到一种无刷直流电机反电动势换相点检测方法，包括如下4个步骤：

步骤1：将电机的三个定子绕组连接到控制电源上给电机的三个定子绕组施加电压，使得每次换向后都有一个绕组连接到控制电源的正极，第二个绕组连接到控制电源的负极，且第三个处于失电状态；即：电流从连接到电源正极的绕组流入，从连接到电源负极的绕组流出，第三个绕组处于失电状态，电机的三相中只有其中两相上施加有电压；

步骤2：检测三个定子绕组的对地端电压Va、Vb和Vc，反电动势E=（Va+Vb+Vc）-3Vdc/2；其中，Vdc为无刷直流电动机的母线电压，E为无刷直流电机的反电动势，Va、Vb和Vc分别为ABC三相绕组对地端电压；

步骤3：由反电动势E的正负变化，判断无刷直流电机反电动势的过零点；