[发明专利]一种无位置传感器无刷直流电机位置检测方法

说明书

本发明涉及无刷直流电机无位置传感器控制技术领域，具体涉及一种无位置传感器无刷直流电机位置检测方法，包括以下步骤：S1、将电机的其中一相反电势通过硬件检测电路输出相应的方波信号并将所述方波信号输入至控制器中；S2、通过所述控制器计算所述方波信号得到的反电势过零点的信息，从而计算出电机的转子位置，进而对计算出来的转子位置进行相位补偿得到另外两相的反电势。本发明基于硬件电路检测出电机某一相反电势过零点，结构简单，只需要检测一相的电压反电势并将反电势波形在硬件部分转换为方波，同时只需要根据一相的反电势并经过相应延时即可得到另外两相的反电势与分区，大大简化软件编写。

技术领域

本发明涉及无刷直流电机无位置传感器控制技术领域，具体涉及一种无位置传感器无刷直流电机位置检测方法。

背景技术

近年来，随着电力电子器件及控制理论的迅速发展，永磁无刷直流电机以其高效性，良好的调速性，易于维护性而得到了广泛的应用。传统的永磁直流无刷电机往往采用位置传感器来确定转子的位置，这不仅增大了电机的安装体积，增加了成本，而且降低了电机的可靠性。而无传感器直流无刷电机对于提高系统效率,简化系统装置就具有重大的意义。无刷直流电机，Brushless DC Motor，以下简称BLDCM，广泛应用于科学仪器和工业设备以及电动车中，具有结构简单，效率高的优点。目前无刷直流电机的无位置传感器的位置检测方法主要有反电势过零检测法、磁链观测法、反电势三次谐波积分法、续流二极管法、电感法等。其中反电势法过零检测法实现简单不需要复杂的硬件电路，系统构成成本低，技术方案比较成熟，应用较为广泛。

目前根据反电势过零点的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法基本采用无中性点虚拟三相负载检测，或有中性点三相过零滤波，构建3个转子位置传感器信号，从而实现无刷直流电机控制，以上两种方法都需要检测三相反电势，十分麻烦。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种无位置传感器无刷直流电机位置检测方法，针对有中性点无刷直流电机，采用硬件，软件结合，硬件设计二阶无限增益低通滤波器，对单相绕组反电势过零滤波，再通过软件编程对单相输出方波信号周期分6个工作区，再将该一相所得分区延时120°电角度和240°进而得到另外两相的分区，从而控制无刷直流电机的运转。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种无位置传感器无刷直流电机位置检测方法，包括以下步骤：

S1、将电机的其中一相反电势通过硬件检测电路输出相应的方波信号并将所述方波信号输入至控制器中；

S2、通过所述控制器计算所述方波信号得到的反电势过零点的信息，从而计算出电机的转子位置，进而对计算出来的转子位置进行相位补偿得到另外两相的反电势。

作为优化，所述硬件检测电路包括反相放大电路、比较电路以及方波输出电路，所述电机与所述反向放大电路连接，所述反向放大电路与所述比较电路连接，所述比较电路与所述方波输出电路连接，所述方波输出电路与所述控制器连接，所述控制器与三相整流桥并联连接，所述三相整流桥与所述电机并联连接，所述三相整流桥还连接有电源。

作为优化，所述电源采用24V直流电压。

作为优化，所述步骤S1的具体步骤为：

S1.1、将电机的其中一相接线与电机的中性线分别接入所述硬件检测电路的端口A与端口B，得到电机反电势信号；

S1.2、所述电机反电势信号经过反向放大电路后，将所述反电势信号缩小7.5倍，并附加基准电压；

S1.3、与所述基准电压进行比较，得到相应的方波信号；

S1.4、所述方波信号经所述方波输出电路输出至控制器。

作为优化，所述步骤S2的具体步骤为：