BLDC基于脉冲注入法的无刷直流电机转子位置

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1、基于脉冲注入法实现的无刷直流电机转子位置检测摘要：本文提出了一种采用脉冲注入来检测无刷直流电机在静止状态时转子位置的方法。基于方法依次向定子绕组注入一系列的脉冲，通过脉冲电流的变化对转子位置进行估算。实验结果表明：该方法不但具有较高的位置检测准确性，同时对电机的参数依赖性低，可以省去电机内部的检测元件，又可以应用到其它电机。关键词：无刷直流电机转子位置脉冲注入识别AbstractThispaperpresentsamethodtodetecttherotorpositionofPermanentMagnetmotorsatstandstillbyusingasui

2、tablesequenceofvoltagepulses.Basedonthismethod，asuitablesequenceofvoltagepulsesisappliedtothestatorwindings.Wecanestimatethemagnetspositionbythecurrentvariationofthepulses.Theobtainedresultsshowthatthismethodisnotonlyefficientbutalsoneedbitofmotorparameters，itcanomitmotorinternalexami

3、nationpartsandmaybeusedonothertypeofmotors.Keywords:BLDCMRotorpositionPulsesinjectionRecognition引言转子中心线A相中心线转子中心线A相中心线CBCB近年来，由于无位置传感器无刷直流电NN机(BLDCM)具有调速特性好、无换向火花、AAAA无无线电干扰、效率高、寿命长、运行可靠、维护简便等优点，其应用越来越广泛。检测SSCCBB电机转子位置是无刷直流电机研究的一个正相电流时负相电流时重要课题。转子位置的不确定，将直接导致图1基本原理电机起动失败或短暂反转。目前

4、，无刷直流以A相为例，其内部磁场(A)由永磁电机的起动方法有硬件起动和软件起动。但体PM的磁场(AM)和定子电流磁场(Ai)是硬件起动方式的最大缺点就是附加的起两个效果叠加的。动电路加大了电机的尺寸，而且对电机的可(1)AAMAi靠性也有所降低。软件起动方式中的预定位如果相电流再高一些，磁路将饱和，并起动，需要先把转子驱动到某一特定位置，且绕组的自感应系数变小。如果改变电流的停止摆动后再对转子驱动【1】。由于转子的方向，则总磁通就变为：(2)惯性，会使驱动时间变长。本文提出了一种AAMAi在转子静止时检测电机的方法。这样，磁通将退出饱和，

5、绕组的自感应系数永磁电机中转子的位置不同，电机的磁将变高。正电压脉冲作用，数字控制器通过场分布不同，对定子中各相电流的影响也不电流传感器不断对电流进行A/D变换，当检【2】【3】同，作者就是利用定子中电流的变化，通测脉冲结束时，得到一个峰值电流。然后过向定子中发送一系列的电流脉冲，根据测再发出一个负电压脉冲，检测得到负的相电量得到的电流峰值来判断转子的位置。本文流峰值。比较两个被放大后的电流值可以得简要介绍了其工作原理，对在静止状态下检到一个电流差测转子位置进行了实验，验证了方法的可靠△iAiA12iA(3)性和可行性。该方法不仅适用于无刷直流电图1状态下各相

6、的测试电流示意图如下所机，对永磁同步电机以及其它永磁电机也有示，由于B，C两相的位置相对与磁铁中心轴对称，所以它们的电流差应该大小相等。效，并且对电机的参数没有特殊要求。由于A相此时所产生的磁场与磁铁刚好一1.基本原理致正反电流所受到磁场的影响也是最大的，永磁电机的示意图如图1所示：产生的电流差理论上也是最大的。到其它相的电流差。ihVTVTVT+135VDCVT4VTVT-62iB1iA1ii-i检测C2C1驱动模块-iA2-iB2计时PWM器单元t比较逻辑A/D转T比较寄换模块图2电流示意图存器TMS3202407同理，在其它相上，可以得到：放大电路△iA

7、iA12iA图4检测电路△iii(4)本实验用到DSP的两个模块。首先由时事BB12B件管理模块A(EVA)发出PWM信号，从电△iiiCC12C机出来的电流信号经过模数转换块(ADC)，如下图3所示为图1状态下的电流差示意采到电流差值后，与已有值比较判断转子位图。置。A3.实验方法iii相ABB中本实验采用的是雅合全公司生产的心轴70ZWN24-30型号电机，它是一有内部传感r度器的无刷直流电机，因此电机转子的精确位3003090120180270置可以由传感器获得，进而可以和本实验所扇得值进行比较。其参数如表2：区123456表2电机

8、参数图3电