[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

说明书

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，包括：获取无刷直流电机的线电压；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；根据线电压和三相反电动势，求出线反电动势和线反电动势过零点的电角度；将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；根据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，完成转子位置检测。采用基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，可以获得更加准确的转子位置，提高无刷直流电机起动的平滑度。

技术领域

本发明涉及无刷直流电机控制领域，具体涉及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。

背景技术

无刷直流电机属于永磁同步电机的一种，具有效率高，响应快，噪音小等优点，在各个工业领域中都有广泛的应用。

无刷直流电机为了获得准确的转子位置信息，一般采用有位置传感器和无位置传感器的方法，有位置传感器的方法通常采用电磁式、霍尔式或光电式等位置传感器对转子位置进行检测，但上述传感器的应用会给控制系统带来了一些缺点，如增加电机的体积、重量和成本、对安装精度要求高、增加生产工艺的难度；无位置传感器的方法通常采用反电势法和状态观测器法，它在中高速段算法的研究已较为成熟，可实现较好的运行特性，但电机进行零低速运行时，每相的反电动势过小难以检测，会影响电机的控制性能。

发明内容

本发明提供了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，以解决电机在启动前无法准确获得转子位置的问题。本发明采用线电压的方法，将求出的线反电动势转化为转子位置的数字信号，提供了一种能精确测量无刷直流电机转子位置的方法，提高了检测转子位置的准确性。

一种基于线电压的无刷直流电机转子位置估算方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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_nsinnωt)

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。

进一步地，所述步骤3的具体方法如下：