[发明专利]基于状态寄存器的无位置无刷直流电机软切换方法

说明书

本发明涉及一种基于状态寄存器的无位置无刷直流电机软切换方法，针对估算的位置信号的特征，通过状态寄存器进行判断位置信号是否准确。使用状态寄存器记录估算的位置信号的序列，根据前三个甚至前四个(增加可靠性，防止误触发)的位置信号的状态来判断当前的位置信号是否为准确的位置信号，若准确则直接切换到无位置运行状态。本发明大大提高了电机切换过程的可靠性和快速性。

技术领域

本发明属于自动化技术领域，涉及一种无刷直流电机无位置切换方法，具体涉及一种基于状态寄存器的无位置传感器无刷直流电机，外同步起动到自同步无位置运行 的切换方法。

背景技术

直流电机具有较高的运行效率和良好的调速性能，因此在各种调速系统中得到了广泛的应用，但是传统的直流电机都是采用机械换向器进行换向，机械摩擦比较大， 由机械摩擦产生的换相火花，机械噪声，寿命缩短限制了直流电机的广泛应用。而无 刷直流电机采用电子换向器取代了机械换向器，因此避免了机械换向器带来的换相火 花、噪声等问题，这也使无刷直流电机可以在更加恶劣的环境下使用。

在一些恶劣环境下无刷直流电机的应用场合，可以采用无位置传感器的控制方式。 通过检测与位置信息有关的间接信号，并对该信号分析处理以得到转子的位置信息。无位置传感器控制方法有利于减小电机的体积和重量，降低电机的复杂性。当前，无 位置控制方法主要包括反电势过零点，续流二极管状态，三次谐波法和转子磁链观测 法。无位置与有位置相比，既减小了电机的体积和重量，又提高了电能的利用率。

目前无位置传感器无刷直流电机最常用的起动方法是“三段式”起动。它包含转子预定位、外同步加速与自同步运行三个过程。“三段式”起动方法不仅可以使电机迅 速起动，控制方法也比较简单。自同步运行是指电机经过预定位和外同步加速过程后， 电机转速已经足够高，反电势过零点的位置检测方法可以检测出转子的位置信息，然 后根据计算出的转子位置信息对电机进行换相，实现电机的稳定运行。当转速达到一 定值时，直接从外同步状态切换到自同步状态，该方式称为硬切换。但是当转速达到 设定值时，位置信号不一定准确，如果直接切换可能造成电机起动失败。

文献(Lee W J,Sul S K.A new starting method of BLDC motors withoutposition sensor[J].IEEE transactions on industry applications,2006,42(6):1532-1538.)(Chun T W, Tran Q V,Lee H H,et al.Sensorless control of BLDC motordrive for an automotive fuel pump using a hysteresis comparator[J].IEEEtransactions on power electronics,2013,29(3):1382-1391.) (Li H,Zheng S,RenH.Self-correction of commutation point for high-speed sensorless BLDC motorwith low inductance and nonideal back EMF[J].IEEE Transactions on PowerElectronics, 2016,32(1):642-651.)采用外同步起动，当电机加速到某一设定速度时进行切换，这 也是目前使用的绝大多数切换方法。该方法必须保证达到设定速度时，估算的位置信 息一定是准确的，否则就会造成起动失败，因此该设定速度一般比较高(10％额定速 度)，以保证起动的可靠性。其实在电机速度达到5％额定速度或者更低时，估算的位 置信号可能已经准确了。提出的切换方法的切换标准就是位置信号是否准确，因此切 换时所需要达到的速度也就是最低的切换速度。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种基于状态寄存器的无位置无刷直流电机软切换方法。

技术方案