高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法

摘要

本发明公开了高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法，包括步骤一，离线检测；步骤二，电机定子温漂标定；步骤三，优化电机反电动势检测电路；步骤四，解耦检测；其中上述步骤一中，首先进行离线检测，在高速小电枢无刷直流电机接线前，采用三相LRC表检测电机三相定子参数；该发明安全、可靠，采用离线高精度检测三相电机定子电阻值并进行温漂标定，降低了电机定子温漂对转子位置估算的影响；优化反电动势过零点检测电路，通过设计三相解耦滤波采样电路，减小检测电路对转子位置估算的影响；通过定时器和计数器实现三相反电动势解耦检测及换相位置误差补偿，提高电机控制精度。

说明书

技术领域

本发明涉及直流无刷电机的反电动势检测技术领域，具体为高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法。

背景技术

高速无刷直流电机为了提高能量密度，其定子电阻比传统电机小两个数量级，采用基于反电动势检测的无位置控制方法驱动电机时，三相采样电路的低通滤波器对转子位置检测产生很大影响，三相低通滤波器电阻精度将决定电机的转子位置检测精度，因此传统三相反电动势检测方法难以在高速小定子电阻的无刷直流电机中应用，目前，高速小定子电阻无刷直流电机无位置传感器控制方法具有以下几种方案：

(1)高频脉冲注入法：利用高频电流注入电机三相绕组，检测非导通相电流估算转子位置；缺点是需要电机转子具有凸极效应，对于小电枢电机注入电流的大小和频率难以确定，需经过多次离线试验确定起动和相位补偿参数；

(2)闭环校正方法：换相精度高，具有一定鲁棒性，但是需添加额外的电流或转矩传感器，三相定子参数耦合，传感器精度制约电机控制精度，对系统要求较高；

(3)开环离线补偿方法：结构简单，不需要增加硬件，在小扭矩电机上应用较多，但是负载变化时需重新调整参数，控制精度低，系统抗扰动能力差；

因此，现阶段发明出一种高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法，以解决上述背景技术中提出传统三相反电动势检测方法难以在高速小定子电阻的无刷直流电机中应用，且现有检测方法存在较大的缺陷的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法，包括步骤一，离线检测；步骤二，电机定子温漂标定；步骤三，优化电机反电动势检测电路；步骤四，解耦检测；

其中上述步骤一中，首先进行离线检测，在高速小电枢无刷直流电机接线前，采用三相LRC表检测电机三相定子参数；

其中上述步骤二中，物理升温至150℃，在升温的过程中，检测不同温度下，电机定子电阻值，并标定不同温度下电机定子电阻变化曲线，用于电机定子温漂补偿；

其中上述步骤三中，设计三相反电动势过零点检测电路，根据电机三相定子电阻差别配置低通滤波器参数；

其中上述步骤四中，根据电机三相反电动势估计电机转子位置，然后估算三相转子检测误差，分别调整三相位置误差，实现三相解耦补偿，提高电机转子位置检测精度。

优选的，所述步骤三中，低通滤波器内采样电阻值为0.01Ω-1MΩ。

优选的，所述步骤三中，在保证滤波效果前提下，减小采样电阻值，降低采样电路对转子位置检测的影响。

优选的，所述步骤四中，估算三相转子检测误差的方式为通过三相定时器和计数器对三相转子检测误差进行估算。

优选的，所述步骤四中，当换相不准确时，执行换相补偿策略，再进行换相。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明安全、可靠，采用离线高精度检测三相电机定子电阻值并进行温漂标定，降低了电机定子温漂对转子位置估算的影响；优化反电动势过零点检测电路，通过设计三相解耦滤波采样电路，减小检测电路对转子位置估算的影响；通过定时器和计数器实现三相反电动势解耦检测及换相位置误差补偿，提高电机控制精度。

附图说明

图1为本发明工作原理流程图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供的一种实施例：高速小电枢无刷直流电机三相反电动势解耦检测方法，包括步骤一，离线检测；步骤二，电机定子温漂标定；步骤三，优化电机反电动势检测电路；步骤四，解耦检测；其特征在于：

其中上述步骤一中，首先进行离线检测，在高速小电枢无刷直流电机接线前，采用三相LRC表检测电机三相定子参数；

其中上述步骤二中，物理升温至150℃，在升温的过程中，检测不同温度下，电机定子电阻值，并标定不同温度下电机定子电阻变化曲线，用于电机定子温漂补偿；

其中上述步骤三中，设计三相反电动势过零点检测电路，根据电机三相定子电阻差别配置低通滤波器参数，低通滤波器内采样电阻值为0.01Ω-1MΩ，在保证滤波效果前提下，减小采样电阻值，降低采样电路对转子位置检测的影响；

其中上述步骤四中，根据电机三相反电动势估计电机转子位置，然后通过三相定时器和计数器对三相转子检测误差进行估算，分别调整三相位置误差，实现三相解耦补偿，提高电机转子位置检测精度。

基于上述，本发明的优点在于，相较于传统的高速小电枢无刷直流电机三相反电动势检测方法，该发明通过离线高精度检测三相电机定子电阻值并进行温漂标定，降低了电机定子温漂对转子位置估算的影响；通过优化反电动势过零点检测电路，根据电机三相定子电阻差别配置低通滤波器参数，进而减小检测电路对转子位置估算的影响；在进行三相反电动势解耦检测及换相位置误差补偿时，通过定时器和计数器实现，提高了电机控制精度，便于推广使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。