[发明专利]一种无刷电机无位置传感器控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种无刷电机无位置传感器控制方法及装置。

背景技术

无刷电动机利用电子换向替代了机械换向，克服了传统直流电机由于电刷摩擦而产生的一系列问题，并且具有调速性能好、体积小、效率高等优点，因而广泛应用于国民经济生产的各个领域以及人们的日常生活中。

无刷电机通常使用一个或多个位置传感器来检测电机转子的位置，据此向电机各相线圈施加驱动电压，推动电机旋转起来。位置传感器带来的安装空间、安装误差、高温失效等问题限制了有位置传感器方案在诸如抽油烟机等领域的应用，并且增加了系统成本。通过相电流、电压等参数检测及滑模、状态观测器等无位置传感器算法，可以实现无位置传感器的电机控制，不过这类算法对控制装置的软硬件要求很高，对电机参数较为敏感，且一般成本较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述不足，提供一种通过反电动势检测实现无位置传感器的正弦波控制的方法及装置。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种无刷电机无位置传感器控制方法，该方法包括：

关闭第一相线圈的第一驱动电压，在检测时间内，检测第一相线圈的反电动势；

根据反电动势，确定第二驱动电压的参考相位及周期；

根据参考相位及周期，确定脉冲宽度调制信号；

根据脉冲宽度调制信号，确定为无刷电机提供第二驱动电压，第二驱动电压用于驱动无刷电机。

优选地，检测时间包括：消隐时间和反电动势检测时间；

消隐时间为第一驱动电压关闭后第一相线圈的相电流降为零所需的时间；

反电动势检测时间为第一相线圈的相电流降为零后检测第一相线圈的反电动势所需的时间。

优选地，根据反电动势，确定第二驱动电压的参考相位及周期，包括：

当反电动势过零发生在反电动势检测时间内，则以反电动势的过零时刻作为第二驱动电压的参考相位，并且保持第二驱动电压的周期不变；或，

当反电动势过零发生在反电动势检测之前，则以发现反电动势过零已发生的时刻作为参考相位，并减小第二驱动电压的周期；或，

当反电动势检测时间之前和反电动势检测时间内均未发生反电动势过零，则延长检测时间直至检测到反电动势过零，以过零时刻作为参考相位，并增大第二驱动电压的周期。

优选地，根据参考相位及周期，确定脉冲宽度调制信号，包括：

产生脉冲宽度调制信号占空比的控制信号；

根据正弦波调制算法及占空比的控制信号产生正弦波调制函数；

产生固定频率的三角载波；

利用三角载波调制正弦波调制函数产生第一脉冲宽度调制信号，第二驱动电压的参考相位作为第一脉冲宽度调制信号的初始相位，第二驱动电压的周期作为第一脉冲宽度调制信号的周期；

调整第一脉冲宽度调制信号的相位，输出第二脉冲宽度调制信号。

优选地，反电动势过零包括反电动势由正变负的过零和/或由负变正的过零。

第二方面，本发明提供了一种无刷电机无位置传感器控制装置，该装置包括：

检测单元，用于关闭第一相线圈的第一驱动电压，在检测时间内，检测第一相线圈的反电动势；

确定单元，用于根据反电动势，确定第二驱动电压的参考相位及周期；

控制单元，用于根据参考相位及周期，确定脉冲宽度调制信号；

驱动单元，用于根据脉冲宽度调制信号，确定为无刷电机提供第二驱动电压，第二驱动电压用于驱动无刷电机。

优选地，检测时间包括：消隐时间和反电动势检测时间；

消隐时间为第一驱动电压关闭后第一相线圈的相电流降为零所需的时间；

反电动势检测时间为第一相线圈的相电流降为零后检测第一相线圈的反电动势所需的时间。

优选地，确定单元，用于根据反电动势，确定第二驱动电压的参考相位及周期，包括：

当反电动势过零发生在反电动势检测时间内，则以反电动势的过零时刻作为第二驱动电压的参考相位，并且保持第二驱动电压的周期不变；或，

当反电动势过零发生在反电动势检测之前，则以发现反电动势过零已发生的时刻作为参考相位，并减小第二驱动电压的周期；或，

当反电动势检测时间之前和反电动势检测时间内均未发生反电动势过零，则延长检测时间直至检测到反电动势过零，以过零时刻作为参考相位，并增大第二驱动电压的周期。

优选地，控制单元包括：