[发明专利]一种无位置传感器无刷直流电机换相位置修正系统及方法

权利要求书

1.一种无位置传感器无刷直流电机换相位置修正系统的修正方法，其特征在于：无位置传感器无刷直流电机换相位置修正系统，包括：直流电源(1)、三相全桥逆变器(2)、无刷直流电机(3)、端电压降压与滤波电路(4)、反电势过零点检测电路(5)、直流母线与b相端电压检测电路(6)、数字信号处理器(7)和PWM信号驱动电路(8)，所述三相全桥逆变器(2)用于将所述直流电源(1)提供的直流电逆变成交流电给所述无刷直流电机(3)的三相绕组供电，所述无刷直流电机(3)的三相绕组端电压经过所述端电压降压与滤波电路(4)连接后送入所述反电势过零点检测电路(5)，所述无刷直流电机(3)的b相绕组出线端和直流母线上连接所述直流母线与b相端电压检测电路(6)，所述数字信号处理器(7)分别与所述反电势过零点检测电路(5)、所述直流母线与b相端电压检测电路(6)和所述PWM信号驱动电路(8)连接，所述PWM信号驱动电路(8)的输出端和三相全桥逆变器(2)连接；

所述修正方法包括如下步骤：

数字信号处理器(7)根据过零点检测电路送入的信号计算得出过零点相位偏移角；

数字信号处理器(7)根据直流母线电压和b相端电压检测值计算得出b相下管的换相位置滞后角度；

数字信号处理器(7)根据b相绕组端电压检测值计算得出b相上管的换相位置滞后角度；

根据过零点相位偏移角、b相下管的换相位置滞后角度和b相上管的换相位置滞后角度得出转子实际换相位置相对于反电势过零点的滞后角度；

根据转子实际换相位置相对于反电势过零点的滞后角度实现换相位置偏移的闭环修正并驱动无刷直流电机运行。

2.根据权利要求1所述的一种无位置传感器无刷直流电机换相位置修正系统的修正方法，其特征在于：所述过零点相位偏移角的计算方法为：

数字信号处理器(7)根据过零点检测电路送入的信号计算出电机转子转速n；

然后计算当前第k个电周期中由端电压降压与滤波电路(4)中滤波导致的过零点相位偏移角θc：

其中，f为反电势频率，f＝pn/60，p为电机磁极对数，n为电机转速，R₁、R₂、C₁为端电压降压与滤波电路(4)中a相支路的参数，f_c表示斩波频率，

3.根据权利要求2所述的一种无位置传感器无刷直流电机换相位置修正系统的修正方法，其特征在于：所述b相下管的换相位置滞后角度的计算方法为：

用b相端电压检测电路检测b相下管由导通状态换相到非导通状态时绕组端电压u_bg1；

用数字信号处理器(7)计算出b相下管由导通状态换相到非导通状态时端电压的理想值u_bg1'：

其中，U_d为直流母线电压；E为反电势幅值，E＝K_e×n，K_e为反电势系数；

再求出b相下管由导通状态换相到非导通状态时端电压的偏差Δu_β1：Δu_β1＝u_bg1-u_bg1'；

利用换相位置滞后角度与端电压偏差之间的比例关系，计算出b相下管由导通状态换相到非导通状态时的换相位置滞后角度为：

根据一个电周期运行时间极短的特点，推得在一个电周期中三相换相位置的相位偏移相等，得到当前电周期中a、b、c三相下管由导通状态换相到非导通状态时实际换相位置滞后理想换相位置的角度均为β₁角度。