[发明专利]一种用于四相双凸极电机的无位置传感器控制技术

摘要

本发明公布了一种用于四相双凸极电机的无位置传感器控制方法。四相双凸极电机电动运行时反电势矢量在d-q坐标系中依次相差90°。该控制方法首先划分N(N是大于2的自然数)个转速范围来设计相应截止频率的滤波器，其次仅采集任意相邻两相的端电压，进入减法器去除直流偏置，根据此时电势过零点判断电机转速，由转速范围来决定进入哪一个截止频率的滤波器，DSP采集经过滤波器后的电势波形。对于一个范围的不同转速建立与此范围对应滤波器的相移角对照表供DSP查询进行准确的相移。最后通过过零比较器获得实际的换相位置，经DSP运算后，由FPGA输出驱动信号给开关管，完成换相。本发明可以在宽的转速范围内工作。

主权项

用于四相双凸极电机的无位置传感器技术，其特征包括以下步骤：(1)根据滤波器的幅频特性曲线，确保这个范围内的任意转速下的反电势经过根据这个范围设计的滤波器滤波后的THD值在10％以内，从200rpm开始，在200rpm～1000rpm间每间隔200rpm划分一个转速范围，1000rpm～3000rpm间每间隔500rpm划分一个转速范围，3000rpm～6000rpm间每间隔1000rpm划分一个转速范围，6000rpm以上的转速每间隔2000rpm划分一个转速范围，通过理论计算做出每个转速范围中每间隔50rpm的转速对应的补偿角的查找表；(2)通过电压传感器检测四相双凸极电机的任意相邻两相端电压(以A相和B相为例)，检测到的端电压UA和UB首先经过模拟减法器去除直流偏置Uin/2(Uin是四相全桥电路直流端电压)，然后根据此时A相电势过零电压点来计算此时电机转速n；(3)将步骤(2)所述的电机转速n与步骤(1)所述的预先设定的N(N是大于2的自然数)个转速范围进行比较，根据转速范围1、2、……N分别进入滤波器1、2、……N，滤波后的A、B相反电势通过AD采样模块直接送入DSP；(4)将步骤(3)所述的经过AD采样进入DSP中的A、B相电势，根据步骤(1)预先设置的查找表来进行坐标变换以实现精确相位补偿，经过补偿后的反电势经过DA转换在外部的过零比较器中与零基准电压进行比较，输出信号给CAP捕获；(5)步骤(4)所述的CAP口捕获信号经过DSP输出给FPGA，在FPGA中进行逻辑运算，产生八个脉冲驱动信号给四相主功率电路的开关管，完成控制。