[发明专利]高温长距离无位置传感器直流无刷电机驱动装置

说明书

本发明提供了高温长距离无位置传感器直流无刷电机驱动装置，工业级125℃高温MCU输出6路PWM信号经过6个反相器作为驱动信号，每个反相器的输入端连接有一个下拉电阻，经过反相后的驱动信号送入IGBT驱动器用于驱动6个175℃结温IGBT，6个RCD保护电路分别连接在6个175℃结温IGBT的集电极和发射极之间，6个175℃结温IGBT的栅极和IGBT驱动器之间分别增加1KΩ的栅极电阻，每个175℃结温IGBT的栅极连接一个稳压管，直流无刷电机的反电动势和母线电压VDC通过八个分压电阻分压，分压后的信号送入工业级125℃高温MCU的ADC0～ADC3以使MCU对反电动势采样。

技术领域

本发明属于工业控制技术领域，具体涉及高温长距离无位置传感器直流无刷电机驱动装置。

背景技术

直流无刷电机由于其结构简单、运行可靠、效率高的特点，在工业、航天航空等领域得到了广泛应用。直流无刷电机运行时，定子绕组为产生旋转磁场，必须根据转子位置正确换相，转子的位置信息可通过外置位置传感器得到，这不仅增加了电机成本和尺寸，同时电机控制还会受到传感器的可靠性和安装精度的影响。在一些特殊的高温高压恶劣环境下，如，电机位于高压液压油中，或应用于工作温度可高达150℃的石油测井、汽车电子产品中，电机的位置传感器难以在高温和高压下工作，因此必须采用无传感器驱动方式。现有的无传感器驱动方式一般采用反电动势过零检测方式来实现电机换相，在电机和驱动装置距离较长时，由于导线上耦合的噪声会影响到过零检测，严重影响电机启动和运行；另外高温环境下如何保证驱动装置可靠运行，现有文献和专利未涉及。因此，设计一种可在高温条件下实现长距离的无位置传感器直流无刷电机驱动装置具有重要的现实意义。

直流无刷电机无传感器工作方式下，为保证正常换相，必须通过对电机相电压或者转子磁通信号处理以获得换向点，常用的方法是检测电机定子绕组反电动势，计算出定子非导通相反电动势的过零点，延迟30°电角度后进行电机换相。由于电机驱动电路通常采用PWM控制，定子导通相的电流通过磁场耦合的噪声会严重影响到反电动势检测，现有的文献和专利对过零点检测方案通常由电阻电容组成的低通滤波器滤除PWM开关信号产生的噪声。由于PWM开关信号引起的噪声幅度大，为避免产生错误的过零点检查，低通滤波器截止频率应设置远低于PWM频率，从而导致反电动势信号通过低通滤波后产生一定的相位滞后。现有文献和专利通过增加电容以减小滤波器截止频率，降低噪声的影响，但导致反电动势信号有较大的相位延迟，影响到正确换相和电机运行效率，电机温升较大。另外由于反电动势噪声频谱和电机转速相关，从而导致滤波器的相位滞后与电机转速也相关，容易产生过零点检测错误并导致电机停转。

在电机和驱动装置距离较远、工作温度较高的工作环境下，电机三相引线之间的电磁耦合干扰严重，导致过零点检测易受到噪声的影响，电机驱动所需的功率器件在高温环境下需要采用特别措施，保证其稳定可靠工作。现有文献和专利未提及在此环境下直流无刷电机正常启动和运行的相关技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前未提出针对高温和长距离条件下直流无刷电机正常启动和运行的技术问题，提供高温长距离无位置传感器直流无刷电机驱动装置解决上述技术缺陷。

高温长距离无位置传感器直流无刷电机驱动装置，包括工业级125℃高温MCU、6个反相器、IGBT驱动器、6个175℃结温IGBT和RCD吸收保护电路；