[发明专利]无感测无刷直流马达电流回授转速控制方法及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无感测无刷直流马达(sensorless brushless DC motor)电流回授转速控制方法(current feedback speed control method)，特别是涉及一种无感测无刷直流马达通过转子磁极位置估测，搭配三相方波或弦波驱动信号，与三相电流回授信号产生电流控制命令，使反电动势与相电流相互垂直的马达转速控制方法。

背景技术

无刷直流马达以换流器开关取代电刷换相片进行换相驱动，而马达转子位置传感器(如霍尔传感器)易受温度变化影响导致其操作场合受限，故必须运用无感测控制方法。目前普遍的无感测无刷直流马达驱动方法，仅利用马达三相电压命令做为马达驱动信号，然而，当使用电压驱动命令应用于无感测转速控制上，其反电动势与相电流之间不为垂直，此情形会导致马达无法于负载变动时提供最佳转矩输出，因此，马达在负载变动时会产生电流较大、效率较差及消耗功率较高等问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种无感测无刷直流马达电流回授转速控制方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

在电流回路中，利用速度回路来产生电流命令大小，并估测转子磁极的位置来产生所述电流回路的命令；以及

利用电流传感器来回授三相电流信号，以完成电流回授控制。

本发明的目的之二在于提供一种无感测方波驱动方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

在导通区间，提供固定长度的方波电流命令来驱动马达；

于特定相电流接近零时，将所述方波电流命令浮接；以及

于所述浮接区间进行一反电动势零交越点侦测，并估测转子磁极位置。

本发明的目的之三在于提供一种无感测弦波驱动方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

在导通区间，提供固定长度的弦波电流命令来驱动马达；

于特定相电流接近零时，将所述弦波电流命令浮接；以及

于所述浮接区间进行一反电动势零交越点侦测，并估测转子磁极位置。

本发明的无感测无刷直流马达电流回授转速控制架构包含转速回授控制器、PI控制器、三相方波或弦波电流的产生、电流回授控制器、脉波宽度调变单元、换流器、无刷直流马达本体、反电动势零交越点侦测单元、转速估测单元、转子磁极位置估测单元。

本发明的主要目的是在于提供一种新型无感测无刷直流马达驱动控制方法，此方法包含三相方波与弦波驱动信号应用范围，于马达特定相的相电流接近零时，将此特定相浮接，进行反电动势零交越点侦测，以估测转子磁极位置，并将三相电流回路信号回授，以产生三相方波或弦波电流控制命令，完成无感测无刷直流马达电流回授转速控制之目的。

本发明是利用该三相方波或弦波电流的产生制作三相各别相差120度的电流命令驱使无刷直流马达运转，并由三相方波或弦波电流的产生于特定相电流接近零处浮接，使反电动势零交越点侦测单元得以通过此特定相浮接区间，进行换相信号侦测以提供三相驱动信号换相信息，同时通过此换相信号计算目前马达转速并与转速命令互相比较，以控制无刷直流马达得以定速运转。于本发明中，以估测转子磁极位置，并加入三相电流回授产生三相电流控制命令，使反电动势与相电流之间相互垂直。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1显示依据本发明的无感测无刷直流马达电流回授转速控制系统的方块图；

图2显示依据本发明的三相无传感器无刷直流马达及换流器等效电路图；

图3显示依据本发明的无传感器无刷直流马达三相方波的电流命令图；以及

图4显示依据本发明的无传感器无刷直流马达三相弦波的电流命令图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。