一种基于端电压比较法的三相无刷直流电机控制装置的制作方法

本发明涉及直流电机控制领域，更具体地，涉及一种基于端电压比较法的三相无刷直流电机控制装置。

背景技术：

1、近些年来，无位置传感器控制技术得到了飞速的发展。无位置传感器控制方法主要包括反电势法、端电压法、电感法、磁链法、续流二极管法等。在这些方法中，端电压在目前是应用最广泛，技术最成熟的一种检测转子位置的方法。

2、因为电机的反电势不容易直接获取，必须采用间接方法获得。“端电压”法，就是检测非导通相绕组对地的电压，即端电压。然后经过硬件电路或者软件算法得到反电势过零点，来控制电机的正确换向。

3、在端电压法中，电机绕组换相时刻是由反电势过零点再延迟30度电角度得到。但是电机的转速和换相角有直接的关系，在速度调节过程中，基于端电压法的控制会出现电机绕组换相不准确，导致电机不能正常工作。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于端电压比较法的三相无刷直流电机控制装置，包括三个分压电路、三个零相移滤波电路、三个端电压比较器电路和处理器，每一个所述分压电路包括两个电阻，其中一个电阻作为输入端与三相无刷直流电机的其中一相电机线连接，两个电阻的连接点作为输出端与对应的端电压比较器电路的同向输入端连接，每一个零相移滤波电路并联在两个电阻中的另一个电阻和地之间，每一个端电压比较器电路的反向输入端连接另外一个端电压比较器电路的同向输入端，三个端电压比较器电路的输出端连接处理器，所述处理器用于根据三个端电压比较器电路的输出信号，控制三相无刷直流电机的运行，其中，三个端电压比较器电路分别对无刷直流电机的三相端电压进行两两比较，三个端电压比较器的输出信号作为三相无刷直流电机的换相信号。

2、本发明提供的一种基于端电压比较法的无刷直流电机控制装置，三个分压电路分别采集三相无刷直流电机的三相分压后的端电压，并将三相端电压通过三个端电压比较器电路进行两两比较，根据三个端电压比较器电路的输出信号，控制三相无刷直流电机的运行，实现三相无刷直流电机的换相运行。本发明提出一种端电压比较法，这种方法不存在移相角度的计算，电机绕组的换相时刻可以直接由电压比较器的输出上升沿和下降沿得到，比较的结果和霍尔位置传感器输出的信号完全一致，不用再计算移相角度，有效提高了电机在速度变换过程中的换相精度。

技术特征：

1.一种基于端电压比较法的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，包括三个分压电路、三个零相移滤波电路、三个端电压比较器电路和处理器，每一个所述分压电路包括两个电阻，其中一个电阻作为输入端与三相无刷直流电机的其中一相电机线连接，两个电阻的连接点作为输出端与对应的端电压比较器电路的同向输入端连接，每一个零相移滤波电路并联在两个电阻中的另一个电阻和地之间，每一个端电压比较器电路的反向输入端连接另外一个端电压比较器电路的同向输入端，三个端电压比较器电路的输出端连接处理器，所述处理器用于根据三个端电压比较器电路的输出信号，控制三相无刷直流电机的运行，其中，三个端电压比较器电路分别对无刷直流电机的三相端电压进行两两比较，三个端电压比较器的输出信号作为三相无刷直流电机的换相信号。

2.根据权利要求1所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，三个分压电路包括第一分压电路、第二分压电路和第三分压电路，三个端电压比较器电路包括第一端电压比较器电路、第二端电压比较器电路和第三端电压比较器电路，三个零相移滤波电路包括第一零相移滤波电路、第二零相移滤波电路和第三零相移滤波电路；

3.根据权利要求2所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述第一零相移滤波电路包括电阻r16和r17、电容c7和c8以及第一集成运算放大器，电容c7并联在电阻r25两端，电容c8的一端与第一集成运算放大器的同向输入端连接，并与电容c7的一端连接，电容c8的另一端与第一集成运算放大器的输出端相连接，电阻r17的一端与第一集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r17另一端与第一集成运算放大器的输出端相连接，电阻r16的一端与第一集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r16另一端接地。

4.根据权利要求2所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述第二零相移滤波电路包括电阻r18和r19、电容c9和c10以及第二集成运算放大器，电容c9并联在电阻r26两端，电容c10的一端与第二集成运算放大器的同向输入端连接，并与电容c9的一端连接，电容c10的另一端与第二集成运算放大器的输出端相连接，电阻r19的一端与第二集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r19另一端与第二集成运算放大器的输出端相连接，电阻r18的一端与第二集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r18另一端接地。

5.根据权利要求2所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述第三零相移滤波电路包括电阻r20和r21、电容c11和c12以及第三集成运算放大器，电容c12并联在电阻r27两端，电容c11的一端与第三集成运算放大器的同向输入端连接，并与电容c12的一端连接，电容c11的另一端与第三集成运算放大器的输出端相连接，电阻r21的一端与第三集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r21另一端与第三集成运算放大器的输出端相连接，电阻r20的一端与第三集成运算放大器的反向输入端连接，电阻r20另一端接地。

6.根据权利要求1所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，还包括电机驱动电路，所述电机驱动电路包括六个逆变桥开关管，包括第一逆变桥开关管t1、第二逆变桥开关管t2、第三逆变桥开关管t3、第四逆变桥开关管t4、第五逆变桥开关管t5和第六逆变桥开关管t6；

7.根据权利要求6所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，所述处理器用于根据三个端电压比较器电路的输出信号，控制三相无刷直流电机的运行，包括：

8.根据权利要求7所述的三相无刷直流电机控制装置，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种基于端电压比较法的三相无刷直流电机控制装置，包括三个分压电路、三个零相移滤波电路、三个端电压比较器电路和处理器，三个分压电路分别采集三相无刷直流电机的三相分压后的端电压，并将三相端电压通过三个端电压比较器电路进行两两比较，根据三个端电压比较器电路的输出信号，控制三相无刷直流电机的运行，实现三相无刷直流电机的换相运行。本发明提出一种端电压比较法，这种方法不存在移相角度的计算，电机绕组的换相时刻可以直接由电压比较器的输出上升沿和下降沿得到，比较的结果和霍尔位置传感器输出的信号完全一致，不用再计算移相角度，有效提高了电机在速度变换过程中的换相精度。

技术研发人员：刘有正,杨立志,吴涛
受保护的技术使用者：武汉智能控制工业技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15