電動自行車用BLDCM雙模式運行研究.pdf

1、目前，無刷直流電機的無位置傳感器控制基本采用“三段式”起動法，但“三段式”起動法存在著一些不足之處，特別是在電機負載較大的情況下，電機起動成功率往往較低。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以電動自行車為研究對象，采用反電動勢過零點檢測方法，通過改進反電動勢檢測電路和無位置傳感器的起動方法，開發(fā)出了一款雙模式運行無刷直流電機控制器。
　　 所謂雙模式運行，是指無刷直流電機可運行在有位置傳感器和無位置傳感器兩種模式下。當位置傳感器信號輸出正常

2、時，電機默認運行在有位置傳感器模式；但當位置傳感器信號輸出不正常時，電機自動切換運行在無位置傳感器模式。切換過程要求平穩(wěn)，電機不可有明顯抖動，以期在對安全性能要求較高的場合，能夠良好可靠地運行。
　　 實際運行證明，該控制器運行可靠，具有良好的起動性能，克服了目前“三段式”起動法在大負載下起動成功率低的缺點，并實現(xiàn)了從有位置傳感器運行模式到無位置傳感器運行模式的平穩(wěn)切換，較好地滿足了設(shè)計要求。
　　 在本文的研究過程中，

3、取得的主要研究成果如下：
　　 (1)通過改進現(xiàn)有的反電動勢檢測電路，設(shè)計出了一套信號檢測靈敏，工作良好可靠的反電動勢檢測電路。實際運行證明，在電機轉(zhuǎn)速很低的情況下，該電路均能穩(wěn)定可靠地檢測到反電動勢信號，電機只要稍微轉(zhuǎn)動，該電路便有準確可靠的信號輸出。這一點對于無位置傳感器的起動是至關(guān)重要的。在檢測電路足夠靈敏可靠的條件下，無位置傳感器控制的起動無需采用傳統(tǒng)的“三段式”起動法，使電機起動過程即簡單又可靠。
　　 (2)

4、在補償反電動勢過零點到電機換相時刻30°相位移時，本文提出了一種新穎的補償方案，即根據(jù)計算得到的電機轉(zhuǎn)速，實時調(diào)節(jié)PWM，控制濾波電路的的RC時間常數(shù)，以實現(xiàn)準確可靠的30°相位移。實際運行證明，該方法不僅操作簡單，而且在電機全速范圍內(nèi)準確可靠地實現(xiàn)了30°相位移。
　　 (3)通過不斷研究實踐，實現(xiàn)了無刷直流電機的雙模式運行。實際運行證明，電機從有位置傳感器運行模式到無位置傳感器運行模式切換平穩(wěn)，電機只有細微抖動。