[发明专利]一种无刷直流电机转子位置检测电路及检测方法

说明书

本发明公开了一种无刷直流电机转子位置检测电路及检测方法。电路采用三相逆变器为无刷直流电机供电，在三相逆变器的直流母线电压端和三相逆变器的A、B、C端分别设置由两个串联的电阻构成的四组电阻分压网络，所述直流母线电压端经分压后的电压以及三相逆变器的A、B、C端经分压后的电压输入到DSP控制器。本发明电路简单，硬件电路无需滤波、无需构建虚拟中性点，也无需延时30度，只需要几个分压电阻和一个DSP芯片，采样直流母线电压作为参考电压，再采样三相输出电压即可。

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机转子位置检测电路及检测方法。

背景技术

无刷直流电机具有高效率、高功率度以及维护方便等优点，它们需要检测转子位置以保证电流和反电动势同步。

目前应用最广泛的无机械传感器的转子位置检测方法主要有反电动势过零点检测法、磁链估计法、基于观测器法等。其中反电动势过零点检测法是应用最广泛、技术最成熟的一种方法。该方法通过测量电机三相端电压，经PWM脉冲滤波电路后与构建的虚拟中性点相比较获得反电动势过零点信号，再经延时30度后获得换相点。这种方法存在以下缺陷：一是硬件电路复杂，尤其是比较电路，长期使用会导致零点漂移；二是滤波电路会导致反电势过零点延时，而这种延时又随着电机的速度变化而变换，造成换相时刻不准确，需要复杂的补偿方法；三是对补偿后的过零点需要延时30度才能获得换相时刻，而这个延时需要跟电机的速度变化不断调节才能保证其准确性，为消除端电压中的，需要加入低通滤波器，造成相位滞后，引起换相失准。

为了解决前述存在的问题，行业内提出了很多改进的方法，一类是通过在PWM开通或关断时采样反电势过零点，消除了PWM脉冲滤波电路，但仍需要延时30度才能获得换相时刻。第二类采用积分电路解决30度延时问题，但存在积分误差，导致准确性受到影响；第三类类是通过检测电机的线电压直接获得换相时刻，但滤波电路带来的相移问题问题仍然存在。因此有必要研究出新的解决办法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种无刷直流电机转子位置检测电路及检测方法。

实现本发明目的的技术方案是一种无刷直流电机转子位置检测电路，采用三相逆变器为无刷直流电机供电，在三相逆变器的直流母线电压端和三相逆变器的A、B、C端分别设置由两个串联的电阻构成的四组电阻分压网络，所述直流母线电压端经分压后的电压以及三相逆变器的A、B、C端经分压后的电压输入到DSP控制器。所述三相逆变器的PWM频率20Hz，采样时间5us。所述DSP控制器采用TMS320LF2407。所述四组分压网络中的8个电阻的阻值均为10K。

对应的，一种无刷直流电机转子位置检测方法，所述方法包括：

设置检测电路；获得三相逆变器的直流母线电压端的参考电压Vdc；

在PWM-ON时刻采样三相逆变器的非导通相端的电压；

存储采样时刻；

对采样电压与参考电压进行比较，获得非导通相反电势的正最大值或负最大值及相应采样时刻；

该正最大值和负最大值对应的采样时刻即为非导通相的换相时刻。

检测A相开关管换相时刻的方法为：在C相下桥臂开关管PWM-ON的每个下降沿采样，获得采样A相电压，对采样电压与参考电压进行比较，找到等于反电动势负最大值-ken的采样A相电压，其对应的时刻为A相下桥臂开关管换相时刻；

在C相上桥臂开关管PWM-ON的每个下降沿采样，获得采样A相电压，对采样电压与参考电压进行比较，找到等于反电动势正最大值ken的采样A相电压，其对应的时刻即为A相上桥臂开关管换相时刻；