一种无刷电机无位置传感器控制方法及装置的制造方法_2

文档序号:9379557阅读:来源:国知局
后检测第一相线圈的反电动势所需的时间。
[0061 ] 需要说明的是,消隐时间由电机参数和第一相线圈的相电流值所控制。
[0062]具体地,步骤120、根据反电动势,确定第二驱动电压的参考相位及周期包括:
[0063]当反电动势过零发生在反电动势检测时间内,则以反电动势的过零时刻作为第二驱动电压的参考相位,并且保持第二驱动电压的周期不变;或,
[0064]当反电动势过零发生在反电动势检测之前,则以发现反电动势过零已发生的时刻作为参考相位,并减小第二驱动电压的周期;或,
[0065]当反电动势检测时间之前和反电动势检测时间内均未发生反电动势过零,则延长检测时间直至检测到反电动势过零,以过零时刻作为参考相位,并增大第二驱动电压的周期。
[0066]具体地,反电动势过零包括反电动势由正变负的过零和/或由负变正的过零。
[0067]需要说明的是,以二相无刷电机为例,如图2所不,任一相电流的一个周期内,在电流由正变负和由负变正时都设置了检测时间Ts,即有2个反电动势检测时间;三相相电流合一起,360°电角周期内一共有6个反电动势检测时间,任何两个检测时间Ts的间隔约为60°电角周期。在检测时间Ts内,三相中有一相的相电流是因驱动电压关闭而逐渐降低为零,即其不提供输出扭矩,因此三相线圈所提供的扭矩Tq会有一些波动。当检测时间Ts所占时间比例较小时,由检测时间Ts引起的扭矩波动实际上很小。并且,360°电角周期内无需用全部的6个反电动势过零点,这样反电动势检测实际上可以只针对某一相线圈来进行。如图3所示,反电动势检测只针对U相线圈进行。更进一步地,可以在图3的基础上只在相电流由正变负或由负变正上设置一个检测时间Ts,即在360°电角周期内只通过反电动势过零检测获取一个参考相位,并根据检测结果调整下一次向电机各相线圈施加驱动电压的360°电角周期。
[0068]在360°电角周期内,不论设置I个或6个或其他数目的反电动势检测时间,设定的检测时间Ts与对应的反电动势过零的关系有图4所示的三种情况。
[0069](a)设定的检测时间Ts内,刚好能够检测到反电动势过零,说明上次施加驱动电压所采用的周期是合适的,因此以反电动势的过零时刻作为参考相位,并保持下一次向各相线圈施加驱动电压的周期不变;
[0070](b)在反电动势检测时间开始后,发现反电动势过零在检测开始前已经发生时,以该时刻作为所述参考相位,并减小下一次向各相线圈施加驱动电压的周期;
[0071](c)反电动势过零在检测开始前未发生且在反电动势检测时间内始终没有检测至IJ,延长所述反电动势检测时间直至检测到反电动势过零,以反电动势的过零时刻作为所述参考相位,并增大下一次向各相线圈施加驱动电压的周期。
[0072]具体地,如图5所示,步骤130、根据参考相位及周期,确定脉冲宽度调制信号,包括:
[0073]步骤131、产生脉冲宽度调制信号占空比的控制信号;
[0074]可选地,在本发明实施例中,采用规则采样法则,对三角载波和调制函数进行采样与比较,从而获取对应的脉冲宽度调制信号。
[0075]步骤132、根据正弦波调制算法及占空比的控制信号产生正弦波调制函数;
[0076]步骤133、产生固定频率的三角载波;
[0077]步骤134、利用三角载波调制正弦波调制函数产生第一脉冲宽度调制信号,第二驱动电压的参考相位作为第一脉冲宽度调制信号的初始相位,第二驱动电压的周期作为第一脉冲宽度调制信号的周期;
[0078]可选地,在本发明实施例中。占空比控制单元531通过控制调制函数的幅度来决定脉冲宽度调制信号的占空比。
[0079]步骤135、调整第一脉冲宽度调制信号的相位,输出第二脉冲宽度调制信号。
[0080]可选地,由于电机线圈的电感属性,线圈的相电流会滞后于所施加的驱动电压,因此施加驱动电压时通常将其在参考相位的基础上提前一定角度超前角,以提高输出扭矩和效率。
[0081]本发明实施例通过反电动势检测,根据反电动势检测的结果确定下一次向电机各相线圈施加驱动电压的参考相位及周期,从而实现无位置传感器的正弦波控制。本发明有效的降低了成本、减小了实现难度和提高了系统的性能及可靠性。
[0082]第二方面,图6为本发明实施例提供的一种无刷电机无位置传感器控制装置的结构性框图,如图5所示,该装置包括:
[0083]检测单元510,用于关闭第一相线圈的第一驱动电压,在检测时间内,检测第一相线圈的反电动势;
[0084]确定单元520,用于根据反电动势,确定第二驱动电压的参考相位及周期;
[0085]控制单元530,用于根据参考相位及周期,确定脉冲宽度调制信号;
[0086]驱动单元540,用于根据脉冲宽度调制信号,确定为无刷电机提供第二驱动电压,第二驱动电压用于驱动无刷电机。
[0087]具体地,检测时间包括:消隐时间和反电动势检测时间;
[0088]消隐时间为第一驱动电压关闭后第一相线圈的相电流降为零所需的时间;
[0089]反电动势检测时间为第一相线圈的相电流降为零后检测第一相线圈的反电动势所需的时间。
[0090]需要说明的是,消隐时间由电机参数和第一相线圈的相电流值所控制。
[0091]具体地,确定单元520,用于根据反电动势,确定第二驱动电压的参考相位及周期,包括:
[0092]当反电动势过零发生在反电动势检测时间内,则以反电动势的过零时刻作为第二驱动电压的参考相位,并且保持第二驱动电压的周期不变;或,
[0093]当反电动势过零发生在反电动势检测之前,则以发现反电动势过零已发生的时刻作为参考相位,并减小第二驱动电压的周期;或,
[0094]当反电动势检测时间之前和反电动势检测时间内均未发生反电动势过零,则延长检测时间直至检测到反电动势过零,以过零时刻作为参考相位,并增大第二驱动电压的周期。
[0095]具体地,反电动势过零包括反电动势由正变负的过零和/或由负变正的过零。
[0096]需要说明的是,以二相无刷电机为例,如图2所不,任一相电流的一个周期内,在电流由正变负和由负变正时都设置了检测时间Ts,即有2个反电动势检测时间;三相相电流合一起,360°电角周期内一共有6个反电动势检测时间,任何两个检测时间Ts的间隔约为60°电角周期。在检测时间Ts内,三相中有一相的相电流是因驱动电压关闭而逐渐降低为零,即其不提供输出扭矩,因此三相线圈所提供的扭矩Tq会有一些波动。当检测时间Ts所占时间比例较小时,由检测时间Ts引起的扭矩波动实际上很小。并且,360°电角周期内无需用全部的6个反电动势过零点,这样反电动势检测实际上可以只针对某一相线圈来进行。如图3所示,反电动势检测只针对U相线圈进行。更进一步地,可以在图3的基础上只在相电流由正变负或由负变正上设置一个检测时间Ts,即在360°电角周期内只通过反电动势过零检测获取一个参考相位,并根据检测结果调整下一次向电机各相线圈施加驱动电压的360°电角周期。
[0097]在360°电角周期内,不论设置I个或6个或其他数目的反电动势检测时间,设定的检测时间Ts与对应的反电动势过零的关系有图4所示的三种情况。
[0098](a)设定的检测时间Ts内,刚好能够检测到反电动势过零,说明上次施加驱动电压所采用的周期是合适的,因此以反电动势的过零时刻作为参考相位,并保持下一次向各相线圈施加驱动电压的周期不变;
[0099](b)在反电动势检测时间开始后,发现反电动势过零在检测开始前已经发生时,以该时刻作为所述参考相位,并减小下一次向各相线圈施加驱动电压的周期;
[0100](C)反电动势过零在检测开始前未发生且在反电动势检测时间内始终没有检测至IJ,延长所述反电动势检测时间直至检测到反电动势过零,以反电动势的过零时刻作为所述参考相位,并增大下一次向各
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