基于线电压差值的无位置传感器无刷直流电机转子位置检测

无位置传感器无刷直流电机控制的首要问题是能够在每个电周期内能够检测到用于电子换相的六个关键的转子位置信号.其中反电动势检测法是目前技术最成熟、最有效且应用最广泛的转子位置检测方法.本文在基于反电动势法的原理的基础上,提出一种基于线电压差值计算的改进检测方法.该方法通过计算两相线电压的差值,得到反电动势的过零点,从而估算转子位置.分析了电机中性点电压与1/2倍直流母线电压的关系,得到了不同PWM调制下非导通相的续流情况.这种方法相较于传统的反电动势过零虚构中点检测方法结构简单、无需重构电机中点、而且有更高的灵敏度.通过理论分析和仿真结果表明,基于线电压差值的反电动势法控制简单,能够有效的检测转子位置.     

反电动势过零检测无刷直流电机转子位置新方法

在对传统的反电动势过零检测原理分析的基础上,提出了一种利用线电压来实时计算反电动势的无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法。该方法抛弃了传统的反电动势过零硬件检测方法,通过检测无刷直流电机任意两路线电压,经软件实时计算,就可以得到未导通相的反电动势过零值,再延迟30°电角度即可得到对应的换相点。对电机中点与直流母线电压中点的电位关系进行了具体推导,分析了在全桥PWM调制方式下断开相在非换相区间无电流续流的现象,从而证明全桥PWM调制方法适用于本文提出的转子位置辨识方法。该方法结构简单,不需要构造电机中点、不需要反电动势过零硬件检测和深度滤波电路。仿真和实验结果表明,本文提出的方法辨识转子位置精度较高,可以在较宽的转速范围内实现BLDCM的无位置传感器控制。     

基于反电动势函数的无刷直流电机无位置传感器控制方法

高速重载工况下无刷直流电机断开相换相续流时间较长,有时续流的电角度甚至超过30°,导致常规方法无法检测到反电动势过零点信号,造成换相失败。该文提出基于反电动势函数的无刷直流电机无位置传感器控制方法。通过对断开相反电动势和反电动势斜率的分析,构造了一个与电机转速无关的反电动势函数,其阈值直接对应换相信号。因此不需要反电动势过零点信号,在换相续流时间较长的情况下也能控制电机稳定运行,适用于更宽的工况范围。由于没有使用低通滤波器,该方法还避免了滤波所带来的相移问题。实验结果验证了理论的正确性和方法的可行性。     

不同PWM控制策略无刷直流电机转子位置统一检测方法

无位置传感器无刷直流电机不同的PWM调制策略,需要采用不同的方法检测转子位置,这给实际生产带来了很大不便.针对这一问题,本文提出一种通过检测无刷直流电机线电压差的过零点来检测转子位置信号的统一方法.理论分析和实验结果证明,该方法不受PWM调制技术的影响,在很宽的速度范围内都能准确地检测到转子位置信号.     

最佳PWM调制方式控制的无刷直流电机转子位置检测

为了实现最佳PWM调制方式无刷直流电机的无位置传感器控制,提出了一种新颖的转子位置信号检测方法,该方法通过检测线电压差的过零点,间接检测到断开相绕组反电动势的过零点,再将该过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所必须的转子位置信号。实验证明,应用此检测方法构成的最佳PWM调制方式无刷直流电机无位置传感器控制系统可以运行在很宽的工作范围内。文中对该检测方法的原理进行了分析,得到了检测电路的结构图并通过实验验证了该方法的正确性和可行性。     

自适应小波神经网络的BLDCM转子位置检测

在分析反电动势过零检测原理的基础上,推导出线反电动势过零点与电机换相点及线电压与线反电动势间的关系,从而在线电压与转子位置间建立了联系。但由于无刷直流电机(BLDCM)是一个复杂的非线性系统,并且电机的一些参数在运行过程中也是变化的,因此直接通过线电压获得准确的转子位置比较困难。为此提出利用自适应小波神经网络将3个线电压作为输入信号来辨识电机转子位置的方法,并采用差分进化(DE)算法优化小波神经网络结构,从而提高了转子位置辨识的精度和收敛速度。最后通过仿真和实验证明所提出的方法辨识转子位置精度很高,且具有很强的自适应能力,可准确获得BLDCM换相信号。     

一种电动自行车用无位置传感器无刷直流电机转子位置检测方法

本文提出了一种用于电动自行车的无位置传感器无刷直流电机转子位置信号的检测方法.本文所有测量电压的参考电位为电源的负母线.高速下通过比较电机的交流虚拟中点与直流虚拟中点,得到反电势的过零点;低速下将电机的交流虚拟中点电压与负母线电位进行比较,得到反电势的过零点.再将反电势的过零点延迟30°电角度即可获得无刷直流电机绕组换相所需要的转子位置信号.该方法具有扩展速度范围的优点.由于不必对检测信号进行滤波,不但省去了滤波电路,同时消除了滤波电路带来的相移问题.文中对该检测方法的原理进行了详细介绍,并通过实验验证了该方法的有效性.     

带位置误差校正的开关磁阻电机电流梯度法

电流梯度法是一种通用性强,操作简单的无位置传感器技术。该方法对相电流进行低通滤波时导致相位后移,且转速越大,位置检测偏差越大,限制了适用的转速范围。对此采用零相移滤波方法,计算上一周波相电流因滤波产生的相移角,并对当前时刻输出的位置角进行补偿,提高位置检测精确度。分析了PWM控制方式下的相电流波形频谱,以确定合适的滤波截止频率。实验结果表明所提方法将转速对位置检测精确度的影响降低了86%,扩大了电流梯度法适用的转速范围。     

线反电动势检测无刷直流电机转子位置方法

利用传统的反电动势过零检测原理,提出一种利用简化的线反电动势过零检测无刷直流电机转子位置方法,该方法通过实时测量无刷直流电机的任意两路线电压和两路相电流信号,并利用定子电阻参数进行实时简化计算,就可以得到三路线反电动势的过零时刻,从而实现无刷直流电机的无位置传感器控制.该方法结构简单、计算方便,不需要构造电机中点,也不需要进行相位延迟补偿,定子电阻变化对转子位置辨识的精确度影响较小.仿真和实验结果表明,提出的改进线反电动势过零检测方法可以在较宽的速度范围内对转子位置进行准确检测.     

无刷直流电机无位置传感器控制调速系统的设计与实现

在传统的反电动势过零硬件检测无刷直流电机转子位置方法的基础上,利用检测的任意两路线电压信号来实时计算相反电动势过零信号,从而得到其过零点,再延迟30°电角度即为实际的换相信号。基于该反电动势软件计算法构建了无刷直流电机无位置传感器控制调速系统,仿真和试验均表明:该系统能够准确估算换相信号,具有较好的动、静态特性和抗负载扰动能力。     

基于线反电动势的无刷直流电机无位置传感器控制

提出了基于线反电动势的转子位置检测策略,以实现无刷直流电机的无位置传感器控制。通过分析无刷直流电机线反电动势与换相时刻对应关系,得出线反电动势过零时刻即为换相时刻的结论。然后,检测两路线电压和相电流并计算得到线反电动势,进而重新安排换相条件来给出六个换相时刻。在此基础上通过分析线反电动势的计算值与换相时刻的对应关系,采用相移补偿策略来补偿由于滤波引起的误差。相比于相反电动势法,系统减少了一路信号检测电路,不需要移相。仿真和实验结果显示该策略能够准确地给出换相时刻,避免了传统反电动势法在移相过程中带来的误差。     

基于H_PWM-L_PWM调制的无感无刷直流电机转子位置的检测

无刷电机的控制需要准确检测到转子的位置,反电动势法是检测无位置传感器无刷直流电机转子位置的一种简单、有效的方法.采用二相导通星形三相六状态的控制模式,通过分析在H_PWM-L PWM调制方式下不导通相的续流情况,提出了基于该调制方式的反电动势检测方法.该反电动势检测法不需要检测三相绕组中点电压,所获得的是不导通相的两倍的反电动势.MATLAB仿真和试验结果证明,该检测方法具有良好的低速控制性能.     

无位置传感器无刷直流电机位置信号相位补偿

反电动势过零检测法是应用最广泛的一种无刷直流电机(BLDCM)转子位置辨识方法.为消除由于PWM高频开关噪声产生的影响,该方法一般需采用硬件滤波电路来对测量的信号进行处理,由此带来转子位置信号相位误差.根据滤波电路的特点提出了基于直线拟合技术的转子位置信号相位补偿方法,并将其用于BLDCM无位置传感器控制系统.实验结果表明,该补偿策略能显著提高转子位置的辨识精度,改善电机运行性能.     

基于Matlab无刷直流电机无传感器控制系统建模与仿真

提出了一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统的位置检测方法———基于FIPS的反电动势3次谐波检测法,该方法采用FIPS(frequency-independent phase shifter)独立频率相移器,在整个调速范围内均能得到准确的转子位置信号。仿真结果证明了该方案能很好地改善系统的低速性能,拓宽系统调速范围。     

基于改进滑模观测器的PMSM无位置传感器控制

在传统的滑模观测器(SMO)中,反电动势观测值的低通滤波及相位补偿环节会降低转速观测的精确度和动态响应速度。针对该问题,构建反电动势观测器用于分离反电动势信号,不再需要进行低通滤波和转子角度补偿,减小了SMO的抖振现象并且提高了观测器的精度。在此基础上,采用锁相环(PLL)替代反正切函数,估算转子转速和位置,并且采用Lyapunov函数证明了算法的稳定性。实验结果验证了改进SMO的可行性,与传统SMO相比,有效地抑制了抖振现象,提高了观测精度。     

一种新颖的无刷直流电机无位置传感器控制系统

为了实现无刷直流电机无位置传感器控制,提出了一种新颖的绕组反电动势检测方法.该方法通过比较电机断开相绕组端电压和逆变器直流环中点电压的关系,直接检测到断开相绕组的反电动势过零点,从而获得转子位置信息.本系统仅检测三相绕组中一相绕组的反电动势,通过软件延时得到六个离散的换相信号,简化了检测电路.文中对电路结构进行了分析,并在由该方法构成的无位置传感器控制系统上进行了实验验证,实验结果表明了本文提出的反电动势检测方法的有效性.     

永磁同步发电机无速度传感器控制

基于二阶滑模观测器的永磁同步电机无速度传感器控制需要对估计的反电动势进行低通滤波和补偿,这增加了系统复杂性,并使估计的转子位置受转速估计误差影响严重。为此,提出了一种基于有效反电动势的全阶滑模观测器。该观测器具有二阶低通滤波的特性,可滤除估计的有效反电动势中含有的高频滑模噪声,无需再外加低通滤波器。然后可采用锁相环直接获得转子位置,实现无速度传感器控制。此外,该方法可以通过合理设计滑模增益,提高转子位置估计对转速估计误差的鲁棒性。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制

本文以无刷直流电动机作为研究对象,研究了一种基于滑模观测器的无刷直流电动机无位置传感器控制方法。采用基于线电压的滑模观测器,实现线反电动势、转子位置和转速的估算。该滑模观测器采用改进的指数趋近律,能够有效地减小观测器输出抖动。仿真实验结果表明该滑模观测器能准确估算出转子位置和转速,验证了此无位置传感器控制方法的有效性。     

双直流输入BLDCM驱动系统及其控制

提出一种两路直流电源供电的无刷直流电机(BLDCM)驱动电路结构,其中双Buck结构的DC_DC变换器用于稳定母线电压,减小单个输入电源的电压,同时起到升压作用;PWM_ON_PWM调制信号由霍尔传感器信号和反电动势过零点信号相结合产生,用于控制三相桥结构的BLDCM驱动器,能有效减小转矩脉动。使用Simulink仿真工具对双电源输入的DC-DC变换器进行了仿真,验证了DC_DC变换器的可行性,并搭建了整体驱动电路进行实验,生成了标准的PWM_ON_PWM调制信号。     

正弦波无刷直流电机的新型转子位置检测方法

针对现有的正弦波无刷直流电机转子位置检测方法,该文提出了一种以单个锁定型霍尔元件实现的宽转速范围正弦波无刷直流电机转子位置检测方法,并详细分析了转子位置信号转换与补偿的方法,同时对该位置检测方法的静态误差和动态过程中给定电压谐波进行了分析。该方法用于3×104 r/min的高速同步电机驱动,实现了高速电机的准正弦波驱动的稳速控制。理论分析和实验结果表明,该方法具有很宽的检测范围和高检测精度,很适合稳速控制。