[发明专利]一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统

说明书

本发明公开了一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统，其驱动电路包括U相驱动开关管、V相驱动开关管以及W相驱动开关管，各相驱动开关管包括串接的上开关管和下开关管，各开关管的信号输入端接入电机控制器输出的驱动信号；其中，在单个通电周期内对各开关管进行分步方波驱动，通过向开关管注入相同的高频PWM信号使得每相的上开关管和下开关管分别进行间隔式导通,在各相下开关管开通的同时，分别采样检测其对应相的下开关管产生的相电流；通过比较各相电流值大小来判断转子所处的绕组相位置；本发明在没有传感器的前提下实现对直流无刷电机的方波有感控制效果，结构简单且不需耗费繁杂的计算工作量。

技术领域

本发明属于直流无刷电机的驱动控制技术，具体涉及了一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统。

背景技术

在直流无刷电机的方波驱动控制中，启动的可靠性尤为重要。然而在没有传感器的情况下，因为无法获得转子初始启动位置，只能强制电机转子从某个位置启动，但是强制启动会容易造成启动反转或启动失败的问题。因此，申请人希望寻求在没有传感器的情况下，获取直流无刷电机的转子初始位置，进而实现对方波有感控制效果。

高频注入法被广泛应用于采用正旋波控制的永磁同步电机的无感控制中，由于驱动控制技术的差异，因而无法直接应用于直流无刷电机的方波驱动控制中。

因此，本申请人希望寻求技术方案来实现对直流无刷电机的转子初始位置检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统，在没有传感器的前提下实现对直流无刷电机的方波有感控制效果，结构简单且不需耗费繁杂的计算工作量。

本发明采用的技术方案如下：

一种直流无刷电机的转子初始位置检测系统，所述直流无刷电机采用方波驱动，其驱动电路包括U相驱动开关管、V相驱动开关管以及W相驱动开关管，各相驱动开关管包括串接的上开关管和下开关管，各开关管的信号输入端接入电机控制器输出的驱动信号，且上开关管和下开关管之间的连接点作为向直流无刷电机绕组输出的相电流输出端；其中，在单个通电周期内对各开关管进行分步方波驱动，通过向开关管注入相同的高频PWM信号使得每相的上开关管和下开关管分别进行间隔式导通，在各相下开关管开通的同时，分别采样检测其对应相的下开关管产生的相电流；通过比较各相电流值大小来判断转子所处的绕组相位置。

优选地，所述上开关管采用P型MOS管，所述下开关管采用N型MOS管。

优选地，所述方波驱动采用6步方波驱动，在单个通电周期内每个开关管连续开通2个1/6周期。

优选地，所述方波驱动采用12步方波驱动，在单个通电周期内每个开关管连续开通2个1/12周期。

优选地，在各相下开关管开通的同时，向其注入若干个相同的高频PWM信号，用于增大其对应相的下开关管产生的相电流值，利于增加各相电流值之间的差异。

优选地，通过向开关管注入若干个相同的高频PWM信号使得每相的上开关管和下开关管分别进行间隔式导通，用于增大其对应相的下开关管产生的相电流值，利于增加各相电流值之间的差异。

优选地，所述采样电阻包括并联的第一采样电阻和第二采样电阻，同时在采样电阻两端并联过流检测滤波电路。

优选地，所述下开关管输入电源与各相下开关管的电源输入端之间依次设有第一偏置电阻和第二偏置电阻，在第一偏置电阻和第二偏置电阻之间设置接地的滤波电容，同时第二偏置电阻与各相下开关管的电源输入端之间的连接点作为采样电阻的输入端。

优选地，电机控制器预先对采样电路进行offset校准，在offset校准时关闭下开关管输入电源，得到offset的电流基准值，用于消除在相电流采样时产生的偏置电流。