反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)原理

1、傳統(tǒng)的無(wú)刷直流電機(jī)都需要一套復(fù)雜的位置傳感器，這對(duì)電機(jī)的可靠性、制造工藝要求等帶來(lái)不利的影響。具體表現(xiàn)在以下幾方面：(1)增大了電機(jī)尺寸；(2)傳感器信號(hào)傳輸線多，容易引入干擾；(3)高溫、低溫、污濁空氣等惡劣工作條件會(huì)降低傳感器可靠性；(4)傳感器的安裝精度直接影響電機(jī)的運(yùn)行性能。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)位置檢測(cè)進(jìn)行了很多研究，提出了許多方法，其中最簡(jiǎn)單實(shí)用的是基于反電勢(shì)檢測(cè)的方法。通過(guò)測(cè)出各相反電勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)，獲得三相

2、電機(jī)所需的轉(zhuǎn)子6個(gè)關(guān)鍵位置信號(hào)。但當(dāng)電機(jī)起動(dòng)或轉(zhuǎn)速很低時(shí)，反電勢(shì)為零或很小，反電勢(shì)法已不再適用，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，人們提出了多種方法以實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的可靠起動(dòng)。1反電勢(shì)法檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置起動(dòng)方法11三段式起動(dòng)法[1][2][3][4]1)三段式起動(dòng)法的原理及其實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)[1]、[2]、[3]和[4]描述的三段式起動(dòng)法是按他控式同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)從靜止開(kāi)始加速，直至轉(zhuǎn)速足夠大，再切換至無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)。這個(gè)過(guò)程包括轉(zhuǎn)子定位、

3、加速和運(yùn)行狀態(tài)切換三個(gè)階段。其電路框圖如圖1所示。電機(jī)靜止時(shí)的轉(zhuǎn)子初始位置決定了逆變器第一次應(yīng)觸發(fā)哪兩個(gè)功率器件，而在沒(méi)有位置傳感器時(shí)判斷轉(zhuǎn)子初始位置很復(fù)雜?？梢韵茸屇孀兤魅我鈨上鄬?dǎo)通。并控制電機(jī)電流通電一段時(shí)間后，轉(zhuǎn)子就會(huì)轉(zhuǎn)到與該導(dǎo)通狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)預(yù)知位置完成轉(zhuǎn)子的定位。轉(zhuǎn)子定位后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)向，就可知道接下來(lái)應(yīng)觸發(fā)的逆變器功能器件。這樣主控制器發(fā)出一系列外同步信號(hào)SYA、SYB、SYC(分別與轉(zhuǎn)子位置信號(hào)CPA、CPB、CPC對(duì)應(yīng))

4、經(jīng)編碼器產(chǎn)生逆變器觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)逆變器相應(yīng)功率器件導(dǎo)通。逐步提高外同步信號(hào)頻率電機(jī)就工作在他控式變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。電機(jī)低速時(shí)，反電勢(shì)很小，因此直流電壓或逆變器的斬波占空比也應(yīng)該小；轉(zhuǎn)速增高。等效外施電壓也應(yīng)隨之增高這樣才能保證電機(jī)既不過(guò)流，也不失步。在導(dǎo)致起動(dòng)失??；(2)當(dāng)“反電勢(shì)信號(hào)”與外同步信號(hào)相位差過(guò)大時(shí)三段式起動(dòng)可導(dǎo)致電機(jī)失步即使能避免失步，也必然導(dǎo)致切換時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩較小易受干擾。(3)通過(guò)優(yōu)化加速曲線，三段式起動(dòng)能保證電機(jī)順

5、利起動(dòng)但是對(duì)不同電機(jī)、不同負(fù)載，所對(duì)應(yīng)的優(yōu)化加速曲線不一樣這樣導(dǎo)致通用性不強(qiáng)控制過(guò)程比較繁瑣涉及到的數(shù)據(jù)多實(shí)現(xiàn)起來(lái)不方便。12預(yù)定位起動(dòng)法[5][6][7][8]1)預(yù)定位起動(dòng)法的原理及其實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)[5][6][7]和[8]描述了預(yù)定位起動(dòng)法。預(yù)定位起動(dòng)法在起動(dòng)初始時(shí)使電機(jī)有一個(gè)確定的通電狀態(tài)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到一個(gè)確定的初始位置，然后改變電機(jī)的通電狀態(tài)。在電磁力矩的作用下轉(zhuǎn)子向下一個(gè)確定位置轉(zhuǎn)動(dòng)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中切換到無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，利用反電勢(shì)法

6、檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。具體實(shí)現(xiàn)方法如下：首先為預(yù)定位即不管轉(zhuǎn)子在什么位置，給電機(jī)一個(gè)確定的通電狀態(tài)電機(jī)定子合成磁勢(shì)在空間上有一確定方面用一足夠長(zhǎng)的時(shí)間把轉(zhuǎn)子磁極拖到與定子合成磁勢(shì)軸線重合的位置，實(shí)現(xiàn)預(yù)定位。其次為起動(dòng)階段按照所需的轉(zhuǎn)向依次改變逆變器功率器件的觸發(fā)組合狀態(tài)，同時(shí)用“端電壓法，，檢測(cè)各觸發(fā)組合狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的開(kāi)路相的反電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)，并通過(guò)提高PWM占空比逐漸提高電機(jī)的外施電壓。各觸發(fā)組合狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間最大值保持不變，設(shè)為T(mén)。。與自控式狀態(tài)