[发明专利]无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及补偿方法

说明书

技术领域

    本发明属于一种电子控制方法及控制装置，具体涉及一种无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及方法。

背景技术

无位置传感器无刷直流电机的研究能够简化电机内部结构，减少制造、维护成本，更能够避免由位置传感器损坏造成的故障。传统的“基于测量反电动势的转子位置测量方法” 基本原理是将采集到的3路端电压信号经过深度RC滤波进行30°时延，30°延时是否精确对于系统的正常稳定运行有着重大的影响，由于三相端电压的频率在电机启动、低、中、高速等不同运行状态下波动范围比较大传统硬件RC滤波电路无法做到30°的精确延时。因此，设计一种无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及方法，在电机运行各个阶段准确进行相位补偿具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明旨在对传统相位补偿方法作出改进，使相位补偿有效的跟踪电机转速，做到更准确的30°延时，提供的一种科学的无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置及方法。

技术方案：本发明所述的一种无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置，包括电源、三相整流桥、RC滤波电路、单片机、补偿电路以及无刷直流电机，所述电源与所述三相整流桥连接，所述三相整流桥的输出端并联连接有无刷直流电机以及RC滤波电路，所述RC滤波电路与单片机连接；所述单片机还连接有补偿电路，所述补偿电路包括串联连接的3位A/D转换器、3-8译码器和电阻桥，所述电阻桥与所述无刷直流电机、RC滤波电路并联连接。

所述电源采用48V直流电压供电。

所述电阻桥由8路电阻并联而成。

本发明还公开了一种无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置的补偿方法，包括如下步骤：

（1）无位置传感器实时检测无刷直流电机的转速变化，并将检测到的转速信号传输至单片机；

（2）单片机输出检测到的转速信号，并将转速信号转换为对应的电压信号；

（3）将电压信号进行3位A/D转换；

（4）3位A/D转换结果输入到3-8译码器；

（5）译码器输出端选择电阻桥内的相应电阻；

（6）RC滤波电路的等效输出电阻因此改变，从而相位补偿角发生变化，进行最终的相位补偿。

有益效果：本发明解决了传统无位置传感器反电动势法RC滤波电路无法做到30°的精确延时的问题，采用5段速度分别延时的方法，令相位补偿角准确跟踪速度变化。

附图说明

图1为无传感器无刷直流电机相位补偿原理图；

图2为本发明调节相位补偿角装置原理图；

图3为本发明相位补偿方法流程图。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种无位置传感器无刷直流电机相位补偿装置，包括电源、三相整流桥、RC滤波电路（即图中的无传感器模块）、单片机、补偿电路以及无刷直流电机，所述电源与所述三相整流桥连接，所述三相整流桥的输出端并联连接有无刷直流电机以及RC滤波电路，所述RC滤波电路与单片机连接；所述单片机还连接有补偿电路，所述补偿电路包括串联连接的3位A/D转换器、3-8译码器和电阻桥，所述电阻桥与所述无刷直流电机、RC滤波电路并联连接。

作为上述技术方案的进一步优化，所述源采用48V直流电压供电，电阻桥由8路电阻并联而成。

图3为本补偿装置的具体补偿方法流程图。具体补偿步骤如下：

（1）无位置传感器无刷直流电机正常运行；

（2）单片机计算U==k*n，其中U为单片机输出的和转速成正比的电压信号，k为电机参数系数，n是电机转速，U_last.上一周期输出的电压信号；

（3）单片机判断U-U_last是否大于1；

（4）U-U_last不大于1，单片机在下个周期继续采样；

（5）U-U_last大于等于1；

（6）U_last==U；

（7）对U取整；

（8）U输出至3位A/D转换器；

（9）U₂输出至译码器；

（10）译码器选择电阻桥相应电阻；

（11）所选电阻并联至无传感器模块；

（12）RC滤波电路的等效输出电阻改变；

（13）相位补偿角变化。