無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法，是在傳統(tǒng)的三相六狀態(tài)控制方案現(xiàn)有的硬件電路的基礎(chǔ)上，重新編寫軟件實(shí)現(xiàn)三相十二狀態(tài)，三相導(dǎo)通時(shí)的換向切換時(shí)間是根據(jù)前后兩相轉(zhuǎn)子位置檢測電路得出的時(shí)間計(jì)算出來的，本發(fā)明控制效果較好，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也比三相六狀態(tài)要小。
【專利說明】無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制方法領(lǐng)域，具體是一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，如圖1所示，公知的無位置傳感器無刷直流電機(jī)硬件上由DSP、光電隔離電路、驅(qū)動(dòng)電路、三相逆變電路、電壓比較電路、三相端電壓檢測模塊(這是什么電路？)、ABC三相繞組構(gòu)成，其中DSP的PWM端口通過光電隔離電路連接驅(qū)動(dòng)電路輸入端，驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接三相逆變電路輸入端，三相逆變電路輸出端分別連接三相繞組，三相端電壓檢測模塊輸入端分別連接三相繞組，三相端電壓檢測模塊輸出端連接電壓比較電路輸入端，電壓比較電路輸出端通過光電隔離電路連接DSP的CAP端口，DSP的AD端口還通過電流采樣導(dǎo)線連接三相繞組。這種結(jié)構(gòu)的無位置傳感器無刷直流電機(jī)控制采用三相六狀態(tài)輪流導(dǎo)通的換向方式，驅(qū)動(dòng)電路主要構(gòu)造是由六個(gè)開關(guān)管采用全橋結(jié)構(gòu)，加上一些光耦電路和一些專用的柵極驅(qū)動(dòng)芯片組成。根據(jù)電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的不同，開關(guān)管的導(dǎo)通順序也不同，但是傳統(tǒng)的三相六狀態(tài)輪流導(dǎo)通的換向方式會使轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)很大，在一些對轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)高要求的特定場合的應(yīng)用有所限制。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法，所述無位置傳感器無刷直流電機(jī)采用星形連接的ABC三相繞組勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，無位置傳感器無刷直流電機(jī)通過由六個(gè)開關(guān)管V1-V6構(gòu)成的全橋結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路切換通過ABC三相繞組的電流，所述驅(qū)動(dòng)電路中，開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極連接，開關(guān)管Vl的集電極連接至一個(gè)電源的正極，開關(guān)管V4的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極連接，開關(guān)管V3的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V6的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極連接，開關(guān)管V5的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V2的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，從開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的A相繞組上，從開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的B相繞組上，從開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的C相繞組上，其特征在于:換向控制步驟如下:
Cl)當(dāng)相位t=0時(shí)，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(2)、當(dāng)相位t=30時(shí)，控制開關(guān)管V1、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5關(guān)斷，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(3、)當(dāng)相位t=60時(shí)，控制開關(guān)管V1、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2開始導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(4)、當(dāng)相位t=90時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6截止，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(5)、當(dāng)相位t=120時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(6)、當(dāng)相位t=150時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管Vl截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(7)、當(dāng)相位t=180時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(8)、當(dāng)相位t=210時(shí)，控制開關(guān)管V3，V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(9)、當(dāng)相位t=240時(shí)，控制開關(guān)管V3、V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(10)、當(dāng)相位t=270時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(11)、當(dāng)相位t=300時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(12)、當(dāng)相位t=330時(shí)，控制開關(guān)管V5、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(13)、當(dāng)相位t=360時(shí)，與步驟(I)相同，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端。
[0005]本發(fā)明克服了現(xiàn)有的無位置傳感器無刷直流電機(jī)三相六狀態(tài)輪流導(dǎo)通的換向方式帶來的過大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問題，不需要改變現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)板的任何結(jié)構(gòu)，全部通過軟件可以實(shí)現(xiàn)，不增加硬件成本，可以在不改變驅(qū)動(dòng)板結(jié)構(gòu)的同時(shí)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中無位置傳感器無刷直流電機(jī)硬件結(jié)構(gòu)框圖。
[0007]圖2為無位置傳感器無刷直流電機(jī)中驅(qū)動(dòng)電路的等效電路圖。
[0008]圖3為三相六狀態(tài)換向狀態(tài)真值表。
[0009]圖4為三相十二狀態(tài)的換向狀態(tài)真值表。

【具體實(shí)施方式】
[0010]參見圖2所示，無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法，無位置傳感器無刷直流電機(jī)采用星形連接的ABC三相繞組勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，無位置傳感器無刷直流電機(jī)通過由六個(gè)開關(guān)管V1-V6構(gòu)成的全橋結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路切換通過ABC三相繞組的電流，驅(qū)動(dòng)電路中，開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極連接，開關(guān)管Vl的集電極連接至一個(gè)電源的正極，開關(guān)管V4的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極連接，開關(guān)管V3的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V6的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極連接，開關(guān)管V5的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V2的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，從開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的A相繞組上，從開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的B相繞組上，從開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的C相繞組上，換向控制步驟如下:
Cl)當(dāng)相位t=0時(shí)，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(2)、當(dāng)相位t=30時(shí)，控制開關(guān)管V1、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5關(guān)斷，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(3、)當(dāng)相位t=60時(shí)，控制開關(guān)管V1、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2開始導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(4)、當(dāng)相位t=90時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6截止，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(5)、當(dāng)相位t=120時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(6)、當(dāng)相位t=150時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管Vl截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(7)、當(dāng)相位t=180時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端；
(8)、當(dāng)相位t=210時(shí)，控制開關(guān)管V3，V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(9)、當(dāng)相位t=240時(shí)，控制開關(guān)管V3、V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(10)、當(dāng)相位t=270時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端；
(11)、當(dāng)相位t=300時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(12)、當(dāng)相位t=330時(shí)，控制開關(guān)管V5、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端；
(13)、當(dāng)相位t=360時(shí)，與步驟(I)相同，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端。
[0011 ] 本發(fā)明所應(yīng)用的硬件電路與無位置傳感器無刷直流電機(jī)三相六狀態(tài)電路一樣，三相全橋驅(qū)動(dòng)板負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)開關(guān)管以及檢測轉(zhuǎn)子位置信號，并且檢測電壓和電流，將檢測到的轉(zhuǎn)子位置信號通過光耦送入DSP三個(gè)CAP 口，經(jīng)過邏輯判斷，來控制開關(guān)管的導(dǎo)通順序，但是由于檢測信號時(shí)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過60度電角度所檢測出來的，所以三相導(dǎo)通時(shí)的開關(guān)管開通與關(guān)斷的時(shí)間全部由軟件根據(jù)前后兩種狀態(tài)的時(shí)間計(jì)算出來的，相應(yīng)的換向真值表見圖3、圖4。
【權(quán)利要求】
1.無位置傳感器無刷直流電機(jī)換向控制方法，所述無位置傳感器無刷直流電機(jī)采用星形連接的ABC三相繞組勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，無位置傳感器無刷直流電機(jī)通過由六個(gè)開關(guān)管V1-V6構(gòu)成的全橋結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電路切換通過ABC三相繞組的電流，所述驅(qū)動(dòng)電路中，開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極連接，開關(guān)管Vl的集電極連接至一個(gè)電源的正極，開關(guān)管V4的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極連接，開關(guān)管V3的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V6的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極連接，開關(guān)管V5的集電極連接至所述電源的正極，開關(guān)管V2的發(fā)射極連接至所述電源的負(fù)極，從開關(guān)管Vl的發(fā)射極與開關(guān)管V4的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的A相繞組上，從開關(guān)管V3的發(fā)射極與開關(guān)管V6的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的B相繞組上，從開關(guān)管V5的發(fā)射極與開關(guān)管V2的集電極之間結(jié)點(diǎn)上引出有導(dǎo)線連接至三相繞組中的C相繞組上，其特征在于:換向控制步驟如下: Cl)當(dāng)相位t=0時(shí)，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端； (2)、當(dāng)相位t=30時(shí)，控制開關(guān)管V1、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5關(guān)斷，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端； (3、)當(dāng)相位t=60時(shí)，控制開關(guān)管Vl、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2開始導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端； (4)、當(dāng)相位t=90時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6截止，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端； (5)、當(dāng)相位t=120時(shí)，控制開關(guān)管V1、V2繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端； (6)、當(dāng)相位t=150時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管Vl截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端； (7)、當(dāng)相位t=180時(shí)，控制開關(guān)管V2、V3繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組、C相繞組后回流至電源負(fù)端； (8)、當(dāng)相位t=210時(shí)，控制開關(guān)管V3，V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V2截止，電流由電源正端依次流向B相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端； (9)、當(dāng)相位t=240時(shí)，控制開關(guān)管V3、V4繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V5導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向B相繞組、C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端； (10)、當(dāng)相位t=270時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V3截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組后回流至電源負(fù)端； (11)、當(dāng)相位t=300時(shí)，控制開關(guān)管V4、V5繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向C相繞組、A相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端； (12)、當(dāng)相位t=330時(shí)，控制開關(guān)管V5、V6繼續(xù)導(dǎo)通，開關(guān)管V4截止，電流由電源正端依次流向C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端； (13)、當(dāng)相位t=360時(shí)，與步驟(I)相同，控制開關(guān)管V1、V5、V6導(dǎo)通，電流由電源正端依次流向A相繞組、C相繞組、B相繞組后回流至電源負(fù)端。
【文檔編號】H02P7/00GK104242749SQ201410370573
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】倪有源, 何強(qiáng), 陳浩, 趙亮, 孫淼, 陳俊華, 余長城 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)