[实用新型]基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电气技术领域，尤其涉及一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置。

背景技术

目前，直流无刷电机因具有功率密度高、效率高、电机结构简单和调速性能好等特点得到了广泛应用，特别的无位置控制技术的应用使得直流无刷电机在运行时可以省去位置传感器，节省了电机的成本，而且简化安装，更适合应用于一些环境比较恶劣的场合。直流无刷电机的无位置控制算法是通过检测定子电压和电流等信号，并通过其与电机参数的关系，合理的估算转子位置信号，包括：反电势法、电感法、状态观测器法、电动机方程计算法、人工神经网络法等几大类。这几种方法各自都有着自己的优点和局限性，其中反电势过零检测法是工程应用中最为常见的一种方法，如图1所示，直流无刷电机三相反电势波形，可以看出不通电相的反电势过零点延时30度电角度就是换向时刻。这种方法简单易行，可靠性高，在实际应用时只需要比较不通电相端电压和虚拟中心点的大小就能得到换向时间信息。

一般通过比较器实现反电势过零比较电路，采用10电阻法构造模拟中性点，再通过比较分压后的端电压信号和模拟中性点，在比较器输出端得到反电势过零的电平跳变信号。但这种通过比较器检测反电势过零信号的方法，由于比较器输出信号单一，除了0就是1，只能实现一些简易的滤波算法，抗干扰能力弱。而且电机在低速运行时，反电势幅值较小易受噪声干扰，比较器输出会频繁的动作，容易导致检测错误。随着转速的变高，反电势信号变强，比较器输出会明显，但是因续流产生“去磁”事件的出现也会导致比较器误动作，产生错误的换向。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置和方法，在传统的使用比较器检测反电势过零点的基础上，同时采用AD检测反电势过零点，并创建检测规则将两种方法检测到的过零信息采用加权的数据融合处理方法结合起来实现过零检测。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置，包括使用比较器实现反电势过零的比较电路和对比较电路中u、v、w和n信号进行AD采样的采样电路，所述比较电路采用十电阻法构造模拟中性点，所述十电阻法包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻，其中第一电阻、第二电阻、第三电阻和第七分压实现虚拟中心点；第四电阻和第十电阻、第五电阻和第九电阻、第六电阻和第八电阻分别为电机U/V/W三相分压电阻。

作为优选，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻阻值相同。

作为优选，所述第八电阻、第九电阻、第十电阻阻值相等，且第八电阻的阻值是第七电阻阻值的三倍。

按照本实用新型的技术方案，技术合理，操作方便，更加稳定可靠，能准确的实现过零检测，从而大大推进了基于反电势过零检测法在直流无刷电机无位置控制中的应用。

附图说明

图1为现有技术中直流无刷电机三相反电势波形。

图2为图1中比较器电路原理图。

图3为本实用新型基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测方法实施例的流程图。

图4为比较器法和AD采样法在过零点附近的输出特性对比。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测装置，如图2所示，包括使用比较器实现反电势过零的比较电路和对比较电路中u、v、w和n信号进行AD采样的采样电路，所述比较电路采用十电阻法构造模拟中性点，所述十电阻法包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻，其中第一电阻、第二电阻、第三电阻和第七分压实现虚拟中心点；第四电阻和第十电阻、第五电阻和第九电阻、第六电阻和第八电阻分别为电机U/V/W三相分压电阻，所述第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻阻值相同，所述第八电阻、第九电阻、第十电阻阻值相等，且第八电阻的阻值是第七电阻阻值的三倍。

一种基于数据融合技术的直流无刷电机反电势过零检测方法，如图3所示，步骤包括，

S1：对比较器进行反电势过零检测；

S2：对AD进行反电势过零检测；

S3：设置融合规则；

S4：根据融合规则进行判断。