一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無刷直流電機控制領(lǐng)域，設(shè)及一種無刷直流電機，尤其設(shè)及一種無刷 直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無刷直流電機具有結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、控制簡單等諸多優(yōu)點，近年來，無刷直 流電機在高性能調(diào)速系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
[0003] 無刷直流電機閉環(huán)控制中，轉(zhuǎn)子位置的辨識對于電機的穩(wěn)定運行具有重要的影 響。若轉(zhuǎn)子位置辨識不準(zhǔn)，將導(dǎo)致無刷直流電機調(diào)速精度差、伺服效果不良，嚴(yán)重時會使無 刷直流電機不能正常運行。目前，公知的現(xiàn)有技術(shù)，一是采用霍爾傳感器、光電編碼器等各 種傳感器檢測電機轉(zhuǎn)子位置，但運種方法硬件成本高，且會降低電機控制系統(tǒng)可靠性；另一 種方法利用電機電壓、電流信號，通過各種觀測器方法觀測電機轉(zhuǎn)子位置，但運種方法算法 往往非常復(fù)雜，難W實際應(yīng)用。
[0004] 因此，現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子位置辨識效果存在諸多問題，難W滿足無刷直流電機閉環(huán) 控制要求。如何實時準(zhǔn)確辨識無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置，是現(xiàn)有技術(shù)有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明的目的，在于提供一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其可解決無刷 直流電機高性能控制中電機轉(zhuǎn)子位置難W實時準(zhǔn)確辨識的問題。
[0006] 為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[0007] 一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，包括如下步驟： 陽00引 （1)計算無刷直流電機A、B、CS相擴展反電勢；
[0009] 似計算無刷直流電機A、B、C S相相反電勢；
[0010] (3)計算無刷直流電機角速度；
[0011] (4)計算無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置。
[0012] 上述步驟（1)的詳細內(nèi)容是：檢測無刷直流電機A、B、C=相定子磁鏈，利用下式 得到無刷直流電機A、B、CS相擴展反電勢Gea、6eb、Gec:
[0014] 其中，4 ,。、4 ,b、4s。分別為無刷直流電機A、B、C S相定子磁鏈。
[0015] 上述無刷直流電機A、B、C S相定子磁鏈的檢測方法是：在無刷直流電機定子上， 對A、B、C相繞組各設(shè)置1個磁鏈傳感器，利用各磁鏈傳感器檢測得到各相定子磁鏈。
[0016] 上述步驟似的詳細內(nèi)容是：利用下式計算無刷直流電機A、B、CS相相反電勢e。、 卻、6c:
[001引其中，e。。、e。,、e。。分別為無刷直流電機A、B、C立相擴展反電勢，L。、U、L。分別為無 刷直流電機A、B、CS相相電感，i。、ib、i。分別為無刷直流電機A、B、CS相相電流。
[0019] 上述無刷直流電機A、B、CS相相電流利用電流傳感器檢測得到。
[0020] 上述步驟做的詳細內(nèi)容是：利用下式計算無刷直流電機角速度《 :
陽0巧其中，e。、6b、e。分別為無刷直流電機A、B、C立相相反電勢，Ke為無刷直流電機反 電勢系數(shù)。
[002引上述步驟（4)的詳細內(nèi)容是：利用下式計算電機轉(zhuǎn)子位置0 :
[0024] 目=/O化 陽0巧]其中，《為無刷直流電機角速度。
[0026] 采用上述方案后，本發(fā)明所需的電機參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，計算量小，辨識精度高，實 時性好。
【附圖說明】
[0027] 圖1是本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0028] W下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案及有益效果進行詳細說明。
[0029] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，包括如下步驟：
[0030] (1)在無刷直流電機定子上，對A、B、C相繞組各設(shè)置1個磁鏈傳感器，各磁鏈傳感 器檢測得到的A、B、CS相定子磁鏈分別為11^。、il^b、4s。，利用式（1)將4s。、4sb、 分，得到無刷直流電機A、B、CS相擴展反電勢e。。、6cb、e。。：
(I) 陽03引 似采用上述無刷直流電機A、B、CS相擴展反電勢6。。、6。,、6。。^及通過電流傳感 器檢測得到的A、B、CS相相電流i。、ib、i。，將A、B、CS相擴展反電勢e。。、ecb、e。。分別減去 A、B、CS相相電流i。、ib、i。微分與無刷直流電機A、B、CS相相電感的乘積，得到A、B、CS相相反電勢e。、6b、e。，如式似：
(2)
[0034]其中，La、Lb、L。分別為無刷直流電機A、B、C立相相電感。 陽03引 做采用上述無刷直流電機A、B、CS相相反電勢e。、6b、e。，W及無刷直流電機反 電勢系數(shù)K。，根據(jù)式（3)計算得到無刷直流電機角速度CO:
村）
[0037] (4)對無刷直流電機角速度O積分，得到電機轉(zhuǎn)子位置0 :
[0038] 目=/Odt(4)
[0039]W上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于包括如下步驟： (1) 計算無刷直流電機A、B、C三相擴展反電勢； (2) 計算無刷直流電機A、B、C三相相反電勢； (3) 計算無刷直流電機角速度； (4) 計算無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置。2. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于所述步驟 (1)的詳細內(nèi)容是：檢測無刷直流電機A、B、C三相定子磁鏈，利用下式得到無刷直流電機A、 B、C三相擴展反電勢eea、eeb、eec:其中，I分別為無刷直流電機A、B、C三相定子磁鏈。3. 如權(quán)利要求2所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于：所述無 刷直流電機A、B、C三相定子磁鏈的檢測方法是：在無刷直流電機定子上，對A、B、C相繞組 各設(shè)置1個磁鏈傳感器，利用各磁鏈傳感器檢測得到各相定子磁鏈。4. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于所述步驟 ⑵的詳細內(nèi)容是：利用下式計算無刷直流電機A、B、C三相相反電勢e a、eb、e。：其中，eM、eeb、e%分別為無刷直流電機A、B、C三相擴展反電勢，L a、Lb、L。分別為無刷直 流電機A、B、C三相相電感，ia、ib、i。分別為無刷直流電機A、B、C三相相電流。5. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于：所述無 刷直流電機A、B、C三相相電流利用電流傳感器檢測得到。6. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于所述步驟 (3) 的詳細內(nèi)容是：利用下式計算無刷直流電機角速度ω :其中，ea、eb、e。分別為無刷直流電機A、B、C三相相反電勢，K e為無刷直流電機反電勢 系數(shù)。7. 如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，其特征在于所述步驟 (4) 的詳細內(nèi)容是：利用下式計算電機轉(zhuǎn)子位置Θ : Θ = J ω dt 其中，ω為無刷直流電機角速度。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種無刷直流電機轉(zhuǎn)子位置的辨識方法，步驟是：在無刷直流電機定子上，對三相繞組各設(shè)置1個磁鏈傳感器，檢測得到三相定子磁鏈，并對三相定子磁鏈微分，得到三相擴展反電勢；通過電流傳感器檢測得到無刷直流電機三相相電流，將三相擴展反電勢分別減去無刷直流電機三相相電流的微分與無刷直流電機三相相電感之乘積，得到無刷直流電機三相相反電勢；利用所述無刷直流電機三相相反電勢和反電勢系數(shù)計算得到無刷直流電機角速度；對所述無刷直流電機角速度積分得到電機轉(zhuǎn)子位置。此種方法可解決無刷直流電機高性能控制中電機轉(zhuǎn)子位置難以實時準(zhǔn)確辨識的問題，所需的電機參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，計算量小，辨識精度高，實時性好。
【IPC分類】H02P6/08, H02P6/182
【公開號】CN105429522
【申請?zhí)枴緾N201510869628
【發(fā)明人】張懿, 繆維娜
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月2日