[发明专利]一种无刷直流电机转子位置检测技术

说明书

技术领域

本发明属于电机控制领域，尤其是涉及一种无刷直流电机转子位置检测技术。

背景技术

永磁无刷直流电机是随着微处理器技术、高频低功耗的电力电子器件、新型控制方法和永磁材料的发展而出现并不断成熟的一种新型电机。与传统的直流电机相比，永磁无刷直流电机没有电刷，具有维护量小、结构坚固等优点。

续流二极管法不依赖电机的转速，可以应用在较低的转速范围，这是它最大的优点。无刷直流电机的控制电路大多采用三相全桥逆变电路，传统续流二极管法由于需要分别检测T1、T2、T3、T4、T5、T6的反并联二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6的工作状态来确定电机转子位置，而不能用于集成的功率器件，不但检测信号多，提高了成本，而且这种方法只能用于前60°PWM调制后60°恒通的控制方式，即PWM_ON调制方式，这种调制方式大大限制了它的应用范围；另外，使用这种方法时，硬件上必须有六路互相隔离的电源，这会使硬件设计的难度加大，增加系统的复杂性和成本，控制更为复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷直流电机转子位置检测技术，该电机转子位置检测技术克服了现有技术的不足，采用下桥反并联续流二极管法检测电机转子位置，不但检测信号少，控制简单灵活，而且提高了检测效率和可靠性，大幅降低了检测成本，应用范围广。

为达到上述目的，本发明一种无刷直流电机转子位置检测技术的技术方案是：一种无刷直流电机转子位置检测技术，包括与逆变器控制电路连接的无刷直流电机和电机转子位置检测方法；

所述逆变器控制电路是三相全桥电压型逆变电路，包括IGBT功率开关管T1、T2、T3、T4、T5和T6以及续流二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6；所述续流二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6分别与开关管T1、T2、T3、T4、T5和T6反并联，开关管T1、T3和T5为上桥开关管，T4、T6和T2为下桥开关管，无刷直流电机的三相绕组a、b、c分别接在开关管T1与T4、T3与T6、T5与T2构成的三相桥路上；其特征在于：

所述电机转子位置检测方法是：采用下桥反并联续流二极管法，三相全桥电压型逆变电路的调制方式为H_PWM-L_ON，即上桥开关管T1、T3和T5工作于PWM调制，下桥开关管T4、T6和T2工作于直通模式；IGBT功率开关管T1、T2、T3、T4、T5和T6的工作模式为两两通电控制方式；在PWM调制模式的低电平时间即PWM关断期间，检测未导通相下桥反并联二极管D4、D6和D2的工作状态，来判断上桥开关管T1、T3和T5和下桥开关管T4、T6和T2是否导通，若下桥反并联二极管D4、D6和D2不导通，则在该时刻延时30⁰电角度，就是该相上桥开关管T1、T3和T5的导通时刻；若下桥反并联二极管D4、D6和D2导通，则在该时刻延时30⁰电角度，就是该相下桥开关管T4、T6和T2的导通时刻；通过检测下桥反并联二极管D4、D6和D2的工作状态来确定换相时刻，来检测电机转子的位置。

在上述技术方案中，采用下桥反并联续流二极管法，与无刷直流电机连接的逆变器控制电路为三相全桥电压型逆变电路，其调制方式为H_PWM-L_ON，即上桥开关管T1、T3和T5工作于PWM调制，下桥开关管T4、T6和T2工作于直通模式；开关管T1、T2、T3、T4、T5和T6的工作模式为两两通电控制方式。本发明只需检测逆变器控制电路中的下桥开关管T4、T6和T2的三个下桥反并联二极管D4、D6和D2的工作状态，就可以确定电机转子位置。本发明的技术方案有以下有益效果：第一，较传统调制方式PWM_ON，本发明采用下桥反并联续流二极管法，其逆变器控制电路的调制方式H_PWM-L_ON更为简单可靠；第二，本发明只需检测T4、T6、T2的三个下桥反并联二极管D4、D6和D2的工作状态，检测信号少，控制简单灵活；第三，提高了检测效率和可靠性，大幅降低了检测成本，应用范围广。

附图说明

图1为本发明一种无刷直流电机转子位置检测技术中逆变器控制电路原理图；

图2为本发明一种无刷直流电机转子位置检测技术中逆变器控制电路的调制方式为H_PWM-L_ON的开关管驱动信号示意图；

图3为本发明一种无刷直流电机转子位置检测技术中上桥开关管T5为PWM模式、下桥开关管T6为直通方式时电流信号流向示意图；