[发明专利]一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统

说明书

本发明公开了一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元及信号调理单元，主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端与主功率单元相连，控制单元的输出端还经励磁驱动单元与电机相连；信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。本发明结构简单，响应速度快，可靠性和实时性高，可以达到良好的控制效果，有效地降低了功耗和设计成本，而且能够对起动电流进行控制，保证系统正常工作。

技术领域

本发明涉及交流电机控制领域，尤其涉及一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统。

背景技术

随着变频电源的兴起，无刷交流电机得到了广泛的应用，无刷交流电机起动瞬间，外加电压较高，启动电流过大，会造成电机和传动机构的损坏，从而出现抗干扰能力下降，可靠性降低的问题，造成无法准确得到电子转子的速度和位置信息，从而影响电机的正常起动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，能够对电机的起动电流进行调节，保证电机正常起动。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无位置传感器无刷交流电机起动控制系统，包括主功率单元、励磁功率单元、控制单元、信号调理单元、第一驱动隔离单元及第二驱动隔离单元，所述主功率单元与电机相连，电机的输入端经信号调理单元与控制单元相连，控制单元的输出端经第一隔离驱动单元与主功率单元相连，控制单元的输出端还依次经第二隔离驱动单元和励磁驱动单元与电机相连；

所述信号调理用于采集电机输入端的电压及励磁电流，并将电机输入端电压和励磁电流调理后输入控制单元，控制单元用于确定电机转子的位置信号，并输出脉冲信号，经第二隔离驱动单元输出驱动信号，主功率单元和励磁功率单元用于实现对电机的控制。

优选地，所述控制单元包括可编程逻辑器和数字信号处理器，信号调理单元采集到的电压信号和电流信号发送至数字信号处理器实现电压过零点的检测，进而确定电机转子的位置信号，并将位置信号发送至可编程逻辑器实现换流逻辑检测，同时数字信号处理器根据输入的电压信号和电流信号，输出PWM脉冲信号到可编程逻辑器，经可编程逻辑器逻辑编码和换流后得到主功率单元和励磁功率单元的驱动信号。

优选地，所述信号调理单元包括信号采样器及信号处理器，所述信号采样器包括电压传感器和电流传感器，电压传感器和电流传感器的输出端分别与信号处理器相连。

优选地，所述信号处理器包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器及第四运算放大器，所述第一运算放大器的正相输入端与电压传感器或电流传感器的输出端相连，第一运算放大器的反相输入端与第一运算放大器的输出端相连，第一运算放大器的输出端依次经第一电阻和第二电阻与第二运算放大器的正相输入端相连，第二运算放大器的反相输入端与第二运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端经第一电容与第一电阻和第二电阻和公共端相连，第二运算放大器的输出端还与电压跟随器的第一输入端相连，电压跟随器的第二输入端与第一运算放大器的输出端相连，电压跟随器的输出端经第三电阻与第三运算放大器的反相输入端相连，第三运算放大器的反相输入端还与第三运算放大器的输出端相连，第三运算放大器的正相输入端经第四电阻接地，第三运算放大器的输出端经第五电阻与第四运算放大器的反相输入端相连，第四运算放大器的正相输入端经第六电阻接地，第四运算放大器的输出端经第七电阻连接电源正极，第四运算放大器的输出端经第二电容接地，第四运算放大器的输出端还经第八电阻连接控制单元，所述第八电阻经第一二极管连接电源正极，第八电阻还经第二二极管接地。

优选地，所述励磁功率单元采用TLP250驱动芯片构成MOSFET驱动电路单相全桥结构，并采用MOSFET作为励磁功率器件。