無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電機(jī)的精確換相控制，具體設(shè)及一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子 位置補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無刷直流電機(jī)主要由電機(jī)本體、電子換相電路和轉(zhuǎn)子位置傳感器S大部分組成。 位置傳感器作為無刷直流電機(jī)故障率最高的部件降低了無刷直流電機(jī)的可靠性且增加了 電機(jī)的成本與體積。因此，無位置傳感器的無刷直流電機(jī)及其控制技術(shù)成為了近些年研究 的熱點(diǎn)。雖然無位置傳感器無刷直流電機(jī)的控制技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但其換相控制精度一 般不如有位置傳感器控制。當(dāng)無刷直流電機(jī)換相不精確時(shí)，一般情況下會(huì)造成電機(jī)的轉(zhuǎn)矩 脈動(dòng)加大、電流波動(dòng)加劇、系統(tǒng)效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電機(jī)的失步故障，影響其正常運(yùn)行。 因此，高精度換相控制方法的提出，對于改善無位置傳感器無刷直流電機(jī)的運(yùn)行性能具有 重要意義。
[0003] 無位置傳感器無刷直流電機(jī)的換相控制精度，受轉(zhuǎn)子位置檢測精度和轉(zhuǎn)子位置補(bǔ) 償精度兩方面共同影響。一方面，端電壓法是最成熟也是最常用的無位置傳感器無刷直流 電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測方法，但由于受負(fù)載大小、濾波電路延遲等因素的影響，其轉(zhuǎn)子位置檢測 誤差較大且不可避免。另一方面，常用的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償方法為定值補(bǔ)償法，該方法不能保證 全調(diào)速區(qū)間相位補(bǔ)償?shù)木?，有一定的局限性。因此在允許轉(zhuǎn)子位置檢測誤差的情況下，可 W通過提高轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償精度的方法，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高精度換相。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 要解決的技術(shù)問題
[0005] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子 位置補(bǔ)償方法，能夠有效地提高電機(jī)的換向精度，優(yōu)化電機(jī)的運(yùn)行特性，避免因相位嚴(yán)重滯 后引起的失步故障；與此同時(shí)還有助于減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高電機(jī)效率。
[0006] 技術(shù)方案
[0007] 一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償方法，其特征在于步驟如下：
[000引步驟1 ;空載情況下，控制電機(jī)閉環(huán)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角 度，記錄相電流與端電壓波形對稱時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的補(bǔ)償角度值0bl，W及對應(yīng)的母線電 流值Idl;
[0009] 步驟2;額定負(fù)載情況下，控制電機(jī)閉環(huán)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ) 償角度，記錄相電流與端電壓波形對稱時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的補(bǔ)償角度值0b2,及對應(yīng)的母線 電流值Id2;
[0010] 步驟3 ;將兩次的0bi、和0b2、Id2分別帶入公式（1)中得出公式似和公式 (3)：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償方法，其特征在于步驟如下： 步驟1 :空載情況下，控制電機(jī)閉環(huán)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角度， 記錄相電流與端電壓波形對稱時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的補(bǔ)償角度值Θ bl，以及對應(yīng)的母線電流值 Idl ； 步驟2 :額定負(fù)載情況下，控制電機(jī)閉環(huán)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速，調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償角 度，記錄相電流與端電壓波形對稱時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的補(bǔ)償角度值Θ b2，及對應(yīng)的母線電流 值 Id2; 步驟3:將兩次的θω、IdJP Θ b2、Id2分別帶入公式（1)中得出公式（2)和公式（3):
其中：Q1為因負(fù)載變化而引起的相位延遲角度，α為反電勢平頂寬度，Ke為反電勢系 數(shù)，IdS電機(jī)的母線電流值； 采用公式2和公式3求得常量K
" K(π-a) r 步驟4 :將常量K帶入A = ·4，得到負(fù)載變化與其引起的相位延遲角度Θ之 Ke 間的關(guān)系式：
步驟b :很煙腮汲電蹐關(guān)型，訂昇兵和怔贓遲用? 2與摶速n之間的關(guān)系： 當(dāng)濾波電路為一階有源低通濾波器時(shí)，一階有源濾波器的相頻特性表達(dá)式為： θ 2 (ω) = arctan (ω · Rl · Cl) = arctan (2 π η · Rl · Cl) (6) 其中：Rl，Cl為一階有源濾波器的電阻和電容 當(dāng)濾波電路為二階有源低通濾波器時(shí)，經(jīng)簡化后的二階有源濾波器的相頻特性表達(dá)式 為：
步驟6 :根據(jù)母線電流Id和轉(zhuǎn)速η的值，計(jì)算總補(bǔ)償角度Θ : 當(dāng)濾波電路為一階有源低通濾波器時(shí)：
當(dāng)濾波電路為二階有源低通濾波器時(shí)：
以總補(bǔ)償角度Θ進(jìn)行補(bǔ)償。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無位置傳感器無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償方法，通過對影響轉(zhuǎn)子位置檢測精度的兩個(gè)主要因素(負(fù)載大小、濾波器延遲)與相位延遲角度之間的關(guān)系進(jìn)行分析，然后利用數(shù)學(xué)擬合的方式將其整理成一個(gè)二元一次方程，最后根據(jù)該方程進(jìn)行有針對性的轉(zhuǎn)子位置補(bǔ)償。本發(fā)明有助于提高電機(jī)的換相精度，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、提高電機(jī)效率，避免因相位嚴(yán)重滯后引起的失步故障。
【IPC分類】H02P6-18
【公開號(hào)】CN104836493
【申請?zhí)枴緾N201510246706
【發(fā)明人】馬瑞卿, 劉青, 韓偉健
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月14日