无位置传感器无刷直流电机转子位置补偿方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电机的精确换相控制，具体设及一种无位置传感器无刷直流电机转子 位置补偿方法。
【背景技术】
[0002] 无刷直流电机主要由电机本体、电子换相电路和转子位置传感器S大部分组成。 位置传感器作为无刷直流电机故障率最高的部件降低了无刷直流电机的可靠性且增加了 电机的成本与体积。因此，无位置传感器的无刷直流电机及其控制技术成为了近些年研究 的热点。虽然无位置传感器无刷直流电机的控制技术已经比较成熟，但其换相控制精度一 般不如有位置传感器控制。当无刷直流电机换相不精确时，一般情况下会造成电机的转矩 脉动加大、电流波动加剧、系统效率降低，严重时会造成电机的失步故障，影响其正常运行。 因此，高精度换相控制方法的提出，对于改善无位置传感器无刷直流电机的运行性能具有 重要意义。
[0003] 无位置传感器无刷直流电机的换相控制精度，受转子位置检测精度和转子位置补 偿精度两方面共同影响。一方面，端电压法是最成熟也是最常用的无位置传感器无刷直流 电机转子位置检测方法，但由于受负载大小、滤波电路延迟等因素的影响，其转子位置检测 误差较大且不可避免。另一方面，常用的转子位置补偿方法为定值补偿法，该方法不能保证 全调速区间相位补偿的精度，有一定的局限性。因此在允许转子位置检测误差的情况下，可 W通过提高转子位置补偿精度的方法，实现电机的高精度换相。
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题
[0005] 为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种无位置传感器无刷直流电机转子 位置补偿方法，能够有效地提高电机的换向精度，优化电机的运行特性，避免因相位严重滞 后引起的失步故障；与此同时还有助于减小转矩脉动，提高电机效率。
[0006] 技术方案
[0007] 一种无位置传感器无刷直流电机转子位置补偿方法，其特征在于步骤如下：
[000引步骤1 ;空载情况下，控制电机闭环运行在额定转速，调整电机的转子位置补偿角 度，记录相电流与端电压波形对称时，电机转子位置的补偿角度值0bl，W及对应的母线电 流值Idl;
[0009] 步骤2;额定负载情况下，控制电机闭环运行在额定转速，调整电机的转子位置补 偿角度，记录相电流与端电压波形对称时，电机转子位置的补偿角度值0b2,及对应的母线 电流值Id2;
[0010] 步骤3 ;将两次的0bi、和0b2、Id2分别带入公式（1)中得出公式似和公式 (3)：
【主权项】
1. 一种无位置传感器无刷直流电机转子位置补偿方法，其特征在于步骤如下： 步骤1 :空载情况下，控制电机闭环运行在额定转速，调整电机的转子位置补偿角度， 记录相电流与端电压波形对称时，电机转子位置的补偿角度值Θ bl，以及对应的母线电流值 Idl ； 步骤2 :额定负载情况下，控制电机闭环运行在额定转速，调整电机的转子位置补偿角 度，记录相电流与端电压波形对称时，电机转子位置的补偿角度值Θ b2，及对应的母线电流 值 Id2; 步骤3:将两次的θω、IdJP Θ b2、Id2分别带入公式（1)中得出公式（2)和公式（3):
其中：Q1为因负载变化而引起的相位延迟角度，α为反电势平顶宽度，Ke为反电势系 数，IdS电机的母线电流值； 采用公式2和公式3求得常量K
" K(π-a) r 步骤4 :将常量K带入A = ·4，得到负载变化与其引起的相位延迟角度Θ之 Ke 间的关系式：
步骤b :很烟腮汲电蹐关型，订昇兵和怔赃迟用? 2与抟速n之间的关系： 当滤波电路为一阶有源低通滤波器时，一阶有源滤波器的相频特性表达式为： θ 2 (ω) = arctan (ω · Rl · Cl) = arctan (2 π η · Rl · Cl) (6) 其中：Rl，Cl为一阶有源滤波器的电阻和电容 当滤波电路为二阶有源低通滤波器时，经简化后的二阶有源滤波器的相频特性表达式 为：
步骤6 :根据母线电流Id和转速η的值，计算总补偿角度Θ : 当滤波电路为一阶有源低通滤波器时：
当滤波电路为二阶有源低通滤波器时：
以总补偿角度Θ进行补偿。
【专利摘要】本发明涉及一种无位置传感器无刷直流电机转子位置补偿方法，通过对影响转子位置检测精度的两个主要因素(负载大小、滤波器延迟)与相位延迟角度之间的关系进行分析，然后利用数学拟合的方式将其整理成一个二元一次方程，最后根据该方程进行有针对性的转子位置补偿。本发明有助于提高电机的换相精度，减小转矩脉动、提高电机效率，避免因相位严重滞后引起的失步故障。
【IPC分类】H02P6-18
【公开号】CN104836493
【申请号】CN201510246706
【发明人】马瑞卿, 刘青, 韩伟健
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月14日