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永信贵宾会电机 无刷直流电机无位置传感器的检测方法

返回列表 来源:永信贵宾会机电 浏览:- 发布日期:2016-05-07 09:42:00【

    无位置传感器控制方式是通过检测电机运行过程中的一些可测量来间接的获得转子的位置。目前国际上针对普通无刷直流电机提出了许多无传感器的位置检测方法,主要有反电势过零检测法,相端电压检测法,状态观测法等,但这些方法是否适用于角形接法的空心杯电机将有待于进一步研究,现将这些方法简要介绍如下:

    1.反电动势过零检测法

    反电动势过零检测法是目前最常用、实现最简单的一种无位置传感器运行方式,尤其是在家电领域。该方法主要是在忽略电机电枢反应的前提下,通过检测关断相反电动势的过零点来获得永磁转子的位置信息,并以此得到电机的换相信息,从而控制电机三相绕组相电流的切换,实现电动机的运转。对于最常见的两相导通星形三相六状态工作方式,除了换相的瞬间之外,在任意时刻总有一相绕组处于断电状态。当断电相绕组的反电动势过零之后,再经过30°电角度,就是该相的换相点,因此只要检测到各相绕组反电势的过零点,就可确定电机的转子位置和下次换相时间。然而对于三角形接法的电机而言,其导通规律和星形接法有所不同,详细分析见后续部分。检测反电势有很多方法,最常用的是端电压检测法,该方法是基于对电机断开相端电压的检测,即相当于对非导通相反电动势的检测。但是由于端典雅中包含了PWM的开关噪声,引入了高次谐波,因此必须添加一个低通滤波器,滤除高次噪声,但同时也给定子换相带来了相位延误。此外,该方法时间检测的反电势与电机转速成正比,低速时,反电势很弱,很难被检测到,因此用端电压法构成的无位置传感器无数直流控制系统起动性能差、调速比很低。

    2.续流二极管检测法

    这种方法是通过监视并联在逆变器功率管两端的自由换向二极管的导通情况来确定电机功率管的换向时刻。星形接法电机的三相绕组中总有一相处于断开状态,于是通过监视6个续流二极管的导通情况就可以获得6个功率管的开关顺序。该方法可以提高电机的调速范围,特别是可以拓宽电机的调速下限。但是这种方法要求逆变器必须工作在上下功率管轮流处于PWM斩波方式,增大了控制难度;另外,对于续流二极管导通的无效信号和毛刺干扰造成的误导通信号的去除也不易实现。这种方法也存在着较大的检测误差,反电势系数、绕组电感量不是常数、反电势波形不是标准的梯形波等都会造成转子位置误差。正因为以上种种缺点,所以这种方法在国内应用并不是很广泛,相对来说技术也不是很成熟。

    3.磁链结算法

    电机磁链信号和转子位置直接相关,因此可以通过转子磁链的值来确定转子位置信号。但电机转子磁链不能直接检测得到。为了获得电机转子磁链值,必须先测量电机的相电压和电流,建立不依赖于转子速度而与转子磁链直接相关的函数方程,计算磁链值。这种方法计算量大,而相电压和电流中含有大量的干扰信号,准确测量又需要很高的软硬件成本,因此很少采用。

    此外还有瞬时电压法、反电动势三次谐波积分检测法、电感法等、随着控制理论的不断发展、智能控制在无位置传感器控制中的应用已经成为一种新趋势。