[发明专利]永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法

说明书

本发明展示了一种基于恒相电流激励下测量线感应电动势过零点的永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法，在电机的起动过程中仅依靠测量电机端电压和电流来测量电机的换相转子位置，确定电机电流换相的准确时刻从而实现电机的可靠、快速起动。

技术领域

本发明涉及电机控制技术，具体的，其展示一种基于恒相电流激励下测量线感应电动势过零点的的永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法。

背景技术

永磁无刷直流电机由于拥有高功率密度、高转矩密度、效率高、体积小、免维护、转矩线性快速可控，在机器人、工业制动化设备、飞行器、自动行走车、汽车、新能源汽车、家用电气、电动工具、空气压缩机等都得到了广泛的应用。为了实现可靠起动和准确的转矩控制，大多数永磁无刷直流电机驱动控制器都要求在永磁无刷直流电机装有转子位置传感器。这增加了电机的体积和成本，降低了系统可靠性。许多科研人员对无位置传感器的永磁无刷直流电机驱动控制进行了广泛深入的研究，也取得了许多成果。

当永磁无刷直流电机没有位置传感器，其驱动控制器的最大难点是如何实现电机及其驱动负载的可靠和快速的起动，特别是在电机从静止开始起动的低速范围里，如何实现其快速和可靠的起动。

目前，通过对电机的电感测量可以知道电机的转子初始位置，或者给电机加两相激励电流使电机转动到特定的转子初始位置，然后施加正确的电机相绕组电流使电机产生方向正确、最大或接近最大的转矩起动，但是在这之后，何时进行电流换相，即如何随电机转子位置的改变而改变电机的相电流，以使得电机不论电机的速度如何而都能一直产生正确方向的最大或接近最大的转矩，确保电机及其驱动的负载可靠、快速起动到所需的运行速度。

现阶段使用的电机起动方法是建立在电机在第一次施加激励电流时产生电机正确的电动转矩后，电机的速度能立即加速到足够大，然后通过检测相感应电势过零点，测量电机的转子位置，通过一定的延时来保证电机在第二次施加激励电流即换相施加激励电流时仍然能产生正确方向且最大或接近最大的转矩；如果在一定的时间内，电机没有换相或电机的速度没有达到期望的值，就再次测量电机电感来估计电机转子位置所在。现阶段的方法存在起动失败的风险和起动时间长的问题，还存在起动过程耗能较多的问题。

因此，有必要提供一种永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于恒相电流激励下测量线感应电动势过零点的永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法，在电机的起动过程中仅依靠可测的电机电压和电流信号来测量电机的转子位置，确定电机电流的换相准确时刻从而实现电机的可靠、快速起动。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：

一种永磁无刷直流电机驱动起动的控制方法，包括如下步骤：

1)以下列方程表示三相永磁电机：

i_A+i_B+i_C＝0 (10)

2)简化电机模型，具体简化结果为：

3)应用恒电流控制系统于起动过程，此时可简化方程式(6)为：

4)将方程组(8)进行两两相减，通过电机的端电压和电流求得电机的线感应电动势，如方程组(9)-(11)：