[发明专利]一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法及系统

权利要求书

1.一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：获取无刷直流电机的线电压；

步骤2：获取无刷直流电机的反电动势常数E，求出无刷直流电机的三相反电动势；

步骤3：根据步骤1中的线电压和步骤2中的三相反电动势，求出线反电动势和线反电动势过零点的电角度；

步骤4：将步骤3求出的线反电动势加上一个符号函数后转化为转子位置的数字信号H_AC、H_BA、H_CB；

步骤5：根据步骤4线反电动势转化的转子位置数字信号图，可以准确地判断转子所在的位置区间，完成位置检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，其特征在于：所述步骤1中无刷直流电机的线电压，是基于线电压采集电路，采用运放的形式，分别采集无刷直流电机的a、b、c三相中任意两相的电压，得到无刷直流电机的线电压u_ac、u_ba、u_cb。

3.根据权利要求1所述的一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，其特征在于：所述步骤2的具体方法如下：获取无刷直流电机的反电动势常数E，求出三相反电动势为：

e_a＝E(sinωt+k₃sin3ωt+k₅sin5ωt+..+k_nsin nωt)

其中，e_a、e_b、e_c是三相定子的反电动势，E是电机的反电动势常数，ω是电机谐振的角频率，k₃,k₅...k_n是反电动势波形中奇次谐波的系数，n是奇数，k是电机的开环增益常数，T是惯性环节时间常数。

4.根据权利要求1所述的一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，其特征在于：所述步骤3的具体方法如下：

忽略高次谐波后，将步骤2求出的无刷直流电机的三相反电动势进行化简，得线反电动势为：

其中，e_ac、e_ba、e_cb是三相定子的线反电动势，E是电机的反电动势常数，ω是电机谐振的角频率；

在一个电周期内，线反电动势的过零点分别为该组过零点依次滞后于反电动势过零点的电角度，因此与定子电流换相点同相位，所以得出线反电动势过零点的相位就是电机换相点的相位。

5.根据权利要求1所述的一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，其特征在于：所述步骤4的具体方法如下：

给根据步骤3求出的无刷直流电机的线反电动势e_ac、e_ba、e_cb加一个符号函数sgn(x)，得到表达式为：

其中，H_AC、H_BA、H_CB是三相定子的线反电动势转换的数字信号，E是电机的反电动势常数，ω是电机谐振的角频率，sgn(x)是一个符号函数，当x大于0时，符号函数sgn(x)为1，当x小于0时，符号函数sgn(x)为0；

最终得到的无刷直流电机的线反电动势e_ac、e_ba、e_cb转换的数字信号H_AC、H_BA、H_CB，只需明确符号函数中线反电动势的值大于零还是小于零，就知道数字信号的高电平和低电平，从而得到数字信号的上升沿和下降沿。