無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)起動(dòng)方法

謝 然,卞 敬,張青鵬,戴光宇

(天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院,天津300192)

0 引 言

在無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,懸空相的反電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比,因起動(dòng)初期電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低,因此懸空相的反電動(dòng)勢(shì)很小,造成反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)不易測(cè)得,從而無(wú)法準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子的位置信息[1]。但本文經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無(wú)刷直流電機(jī)的定子三相繞組在空間上構(gòu)成耦合回路,針對(duì)三相六狀態(tài)二二導(dǎo)通的控制方式,通電兩相電流會(huì)在懸空相產(chǎn)生感應(yīng)電壓[2-3]。經(jīng)理論分析和推導(dǎo),可發(fā)現(xiàn)當(dāng)選用Hpwm_Lpwm控制方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),通電兩相懸空相的感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)一致,但在PWM(ON)時(shí)(即功率管導(dǎo)通時(shí))兩者的過(guò)零點(diǎn)方向相反,而在PWM(OFF)時(shí)(即功率管關(guān)斷續(xù)流時(shí))兩者的過(guò)零點(diǎn)方向相同。由于在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,起動(dòng)電流較大,因此其所產(chǎn)生的懸空相感應(yīng)電壓比較明顯,此時(shí)的懸空相感應(yīng)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于懸空相的反電動(dòng)勢(shì)。

借助于這一原理,在無(wú)位置傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,可利用檢測(cè)懸空相的感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)代替懸空相反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的方法,準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子位置信息。這種方法彌補(bǔ)了起動(dòng)階段反電動(dòng)勢(shì)不易檢測(cè)的缺點(diǎn),解決了傳統(tǒng)無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)子位置信息難以獲取,無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置實(shí)時(shí)反饋的閉環(huán)起動(dòng)問(wèn)題。

1 無(wú)刷直流電機(jī)瞬態(tài)模型

由無(wú)刷直流電機(jī)的磁鏈方程[4]可知:

式中:Uk為相電壓;R為定子繞組相電阻;Vn為中性點(diǎn)電壓;ψk為定子k相繞組磁鏈。

定子的三相繞組的磁鏈[5]分別:

式中:Laa,Lbb,Lcc分別為A,B,C三相定子繞組的自感系數(shù);Mab,Mac,Mba,Mbc,Mca,Mcb為三相定子繞組的互感系數(shù),且有Mab=Mba,Mbc=Mcb,Mca=Mac;ψma,ψmb,ψmc取決于轉(zhuǎn)子的位置θ,這三者的變化產(chǎn)生了無(wú)刷直流電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)[6],即:

可得無(wú)刷直流電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)波形如圖1所示。

圖1 無(wú)刷直流電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形

通電相在懸空相的感應(yīng)電壓是由通電相的電流、懸空相與通電相的互感系數(shù)決定的[7],結(jié)合式(3)中所敘述的無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型,可知各相的感應(yīng)電壓分別:

此時(shí)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型方程:

以B,C兩相通電,電流由B相流入C相,A相懸空為例,可知ia=0,ib=-ic,此時(shí)的電機(jī)瞬態(tài)模型:

2 通電兩相在懸空相的感應(yīng)電壓與懸空相反電動(dòng)勢(shì)關(guān)系

由文獻(xiàn)[8]可知,定子的自感系數(shù)和互感系數(shù)與轉(zhuǎn)子位置角度存在函數(shù)關(guān)系。自感系數(shù)與轉(zhuǎn)子位置角度的函數(shù)關(guān)系:

當(dāng)采用二二導(dǎo)通方式驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí),以電機(jī)順時(shí)針運(yùn)行為例,結(jié)合圖2可知,轉(zhuǎn)子角度變化范圍為-π/6～π/6,從圖2中可看出,此時(shí)電流由B相流入C

圖2 BC相導(dǎo)通始末位置狀態(tài)圖

相,A相為懸空相,可知:

由圖2(a)中電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可知,此時(shí)A相的感應(yīng)電壓是由導(dǎo)通相電流引起,即ib與ic對(duì)A相的作用,則:可得轉(zhuǎn)子在各運(yùn)行期間懸空相感應(yīng)電壓表達(dá)式,如表1所示(

表1 懸空相感應(yīng)電壓方程及其過(guò)零點(diǎn)

由式(5)、式(6)和式(7)可得懸空相反電動(dòng)勢(shì)在轉(zhuǎn)子各角度范圍內(nèi)的過(guò)零點(diǎn),如表2所示。

表2 懸空相反電動(dòng)勢(shì)方程及其過(guò)零點(diǎn)

當(dāng)功率管導(dǎo)通時(shí),即PWM(ON)階段,電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中,電流的變化趨勢(shì)為逐漸變大,其變化率為正值()。 由表1和表2中的信息可知,定子懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)相同。兩者的過(guò)零點(diǎn)方向如表3所示。

表3 功率管導(dǎo)通時(shí)懸空相感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)方向

當(dāng)功率管續(xù)流時(shí),即PWM(OFF)階段,電機(jī)通電相斷開(kāi),此時(shí)電流值逐漸減小(),此時(shí)定子懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)方向,如表4所示。

表4 功率管關(guān)斷續(xù)流時(shí)懸空相感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)方向

由上述分析可知,定子懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn)相同。但當(dāng)功率管導(dǎo)通時(shí),兩者的過(guò)零點(diǎn)方向相反;當(dāng)功率管關(guān)斷續(xù)流時(shí),兩者的過(guò)零點(diǎn)方向相同。

本文利用MATLAB的Simulink將上述函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行仿真。以功率管續(xù)流時(shí)PWM(OFF)為例,為簡(jiǎn)化分析,令Emk,E為一定值,且數(shù)量級(jí)基本相等。可得懸空相感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)波形如圖3所示(功率管續(xù)流時(shí),懸空相感應(yīng)電壓與此時(shí)相反)。

圖3 懸空相感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)波形

當(dāng)采用PWM(ON)時(shí)對(duì)懸空相過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)方向相反,當(dāng)轉(zhuǎn)速較低時(shí),因懸空相的感應(yīng)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于懸空相反電動(dòng)勢(shì),此時(shí)不會(huì)對(duì)過(guò)零點(diǎn)造成太大影響;但隨轉(zhuǎn)速逐漸升高,懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)電壓數(shù)量級(jí)達(dá)到基本相同時(shí),會(huì)造成多個(gè)過(guò)零點(diǎn)現(xiàn)象,影響對(duì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)。多個(gè)過(guò)零點(diǎn)時(shí)的仿真圖形如圖4所示。當(dāng)采用PWM(OFF)時(shí),對(duì)懸空相過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),懸空相的感應(yīng)電壓和反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)方向相同,不會(huì)造成多個(gè)過(guò)零點(diǎn)現(xiàn)象,其仿真圖形如圖5所示。

圖4 功率管導(dǎo)通時(shí),懸空相感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)疊加圖形

圖5 功率管關(guān)斷續(xù)流時(shí),懸空相感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)疊加圖形

采用PWM(OFF)時(shí)對(duì)懸空相過(guò)零點(diǎn)檢測(cè),若電機(jī)達(dá)到指定轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速變化平穩(wěn),則電流變化率減小,懸空相感應(yīng)電壓逐漸變?yōu)?,懸空相的過(guò)零點(diǎn)主要為反電動(dòng)勢(shì)的過(guò)零點(diǎn),在此時(shí)可切換為反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)法控制電機(jī)運(yùn)行;同時(shí)在PWM(OFF)階段的懸空相感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)方法,可實(shí)現(xiàn)電機(jī)低轉(zhuǎn)速的過(guò)零檢測(cè),因此選用在功率管關(guān)斷續(xù)流階段,即PWM(OFF)時(shí)對(duì)定子懸空相的感應(yīng)電壓的過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè),可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)。

3 懸空相感應(yīng)電壓測(cè)量法對(duì)中性點(diǎn)電壓的影響

本文選定Hpwm_Lpwm的控制方式作為電機(jī)控制方法。采用該方式時(shí),電機(jī)的中性點(diǎn)電位穩(wěn)定;在電機(jī)換相過(guò)程中,懸空相無(wú)電流續(xù)流過(guò)程;在功率管開(kāi)關(guān)瞬態(tài)時(shí),不存在諧振現(xiàn)象。所以采用該控制方法不會(huì)造成因諧振而引起得電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)偏移問(wèn)題,同時(shí)該控制方法有利于對(duì)電機(jī)懸空相反電動(dòng)勢(shì)的檢測(cè),能夠更加準(zhǔn)確地確定轉(zhuǎn)子位置信息[9-10]。根據(jù)分析,在起動(dòng)階段,選擇在 PWM(OFF)階段對(duì)懸空相電壓做檢測(cè),此時(shí)中性點(diǎn)電壓Vn=Ud/2,若檢測(cè)出懸空相電壓為Ud/2,則表明懸空相的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)。但在實(shí)際中,因功率管壓降存在差異,電機(jī)的繞組電感不能完全對(duì)稱(chēng),都會(huì)造成中性點(diǎn)電壓的偏移。而中性點(diǎn)電壓的偏移會(huì)造成懸空相電壓過(guò)零點(diǎn)超前或滯后,從而導(dǎo)致電機(jī)換相過(guò)早或者過(guò)晚,降低了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,影響了起動(dòng)性能,有時(shí)甚至導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法起動(dòng)。

以A相懸空,BC相導(dǎo)通為例,此時(shí)懸空相A相電流為零,BC相電流經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流(即ia=0,ib=-ic,ib＞0),可得此時(shí)的電機(jī)模型:

由上式可以看出,由于飽和效應(yīng)引起的電感值隨轉(zhuǎn)子位置變化造成的中性點(diǎn)電壓偏移,僅是在數(shù)值上按倍數(shù)增大,并沒(méi)有造成過(guò)零點(diǎn)的超前或滯后問(wèn)題。同樣可以采用檢測(cè)懸空相端電壓與Ud/2比較,確定過(guò)零點(diǎn),因此通過(guò)對(duì)懸空相端電壓的過(guò)零點(diǎn)做出檢測(cè)來(lái)確定換相點(diǎn)的方法是可行的。

4 起動(dòng)方法的提出與優(yōu)化

根據(jù)上述分析結(jié)果,在電機(jī)起動(dòng)階段利用檢測(cè)懸空相感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)代替反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)方法可行,并可通過(guò)對(duì)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的懸空相端電壓檢測(cè)過(guò)零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)起動(dòng)階段的電機(jī)換相。在起動(dòng)階段,懸空相反電動(dòng)勢(shì)幾乎為零,反電動(dòng)勢(shì)影響可忽略不計(jì)。由懸空相電壓公式可得懸空相電壓幅值:

可知,懸空相電壓的幅值大小與電機(jī)的自感和互感系數(shù)的二次諧波分量幅值Ls2,Ms2所施加直流電壓大小Ud以及通電相電流變化速率的絕對(duì)值有關(guān)。

實(shí)際測(cè)量中,在起動(dòng)階段初期,懸空相電壓的幅值并非很大,同時(shí)由于過(guò)零檢測(cè)電路靈敏度的限制,易造成過(guò)零點(diǎn)難以檢測(cè),因此需要提高起動(dòng)階段的懸空相電壓幅值大小。但Ls2,Ms2為定值,Ud需要和電機(jī)的實(shí)際電壓參數(shù)匹配,因此只有通過(guò)改變電流變化速率達(dá)到提高懸空相感應(yīng)電壓幅值的目的。

在功率管關(guān)斷續(xù)流過(guò)程中,設(shè)定子電流的初始值為i0,定子繞組的電感值為L(zhǎng),定子繞組的電阻值為R,那么續(xù)流階段定子繞組電流值[11]可表示:

因此,從式(23)可看出,通過(guò)減小電機(jī)繞組的時(shí)間常數(shù),可實(shí)現(xiàn)變快續(xù)流階段的電流下降速度,即電流變化速率變大,從而使得懸空相電壓幅值增大。但電機(jī)繞組的電感不能改變,可通過(guò)改變電阻值實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)時(shí)間常數(shù)的調(diào)整,即可外接起動(dòng)電阻,并與電機(jī)的三相定子繞組串聯(lián)實(shí)現(xiàn)減小電機(jī)時(shí)間常數(shù)。該起動(dòng)電阻的阻值大小應(yīng)該與電機(jī)定子繞組的相電阻相等。這樣就可增大電流的下降速率,達(dá)到提高懸空相電壓幅值的目的。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定值后,切換為反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零檢測(cè)方法,切除起動(dòng)電阻,完成電機(jī)起動(dòng)過(guò)程。

但需要注意:因外加起動(dòng)電阻增大,同時(shí)也會(huì)降低電機(jī)的起動(dòng)力矩;又因起動(dòng)過(guò)程中起動(dòng)電流下降速度過(guò)快,會(huì)造成力矩波動(dòng)增大。應(yīng)保證懸空相電壓過(guò)零點(diǎn)可明顯測(cè)出的同時(shí),盡量保證起動(dòng)力矩大些,這樣可實(shí)現(xiàn)電機(jī)攜帶更大負(fù)載的起動(dòng)。

5 起動(dòng)方法的驗(yàn)證

以42BL-2426W-001型三相星型無(wú)刷直流電機(jī)為例。電機(jī)基本參數(shù):額定電壓UN=24 V;額定電流IN=1.8 A;空載電流I0=0.64 A;電機(jī)的電阻值R=1.8Ω;電感值(未考慮磁路飽和效應(yīng))L=2.59 mH;額定轉(zhuǎn)速nN=4 000 r/min;空載轉(zhuǎn)速n0=5 800 r/min;額定功率為26 W;電機(jī)的時(shí)間常數(shù)約為600μs;該電機(jī)的時(shí)間反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)為0.012 4 V/(r·min-1)。根據(jù)式(10)中的無(wú)刷直流電機(jī)瞬態(tài)模型在Simulink下建立該數(shù)學(xué)模型[5],如圖6所示。該模型中相電感的自感與互感系數(shù)是與轉(zhuǎn)子位置變化的函數(shù);采用Hpwm_Lpwm控制方式驅(qū)動(dòng);在相繞組上串接起動(dòng)電阻阻值與電機(jī)自身相繞組阻值相等,且為1.8 Ω。

圖6 無(wú)刷直流電機(jī)閉環(huán)起動(dòng)方法Simulink模型

根據(jù)圖6中的數(shù)學(xué)模型,對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)閉環(huán)起動(dòng)方法進(jìn)行驗(yàn)證,可得以下仿真波形,如圖7～圖10所示。

從圖7～圖9中可知,在起動(dòng)過(guò)程中,電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高,懸空相的反電動(dòng)勢(shì)逐漸增大,同時(shí)在起動(dòng)時(shí),電流變化較快,懸空相的感應(yīng)電壓值較大;當(dāng)達(dá)到0.02 s附近時(shí),轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定值4 000 r/min,電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,轉(zhuǎn)速恒定,反電動(dòng)勢(shì)變化趨于穩(wěn)定,而電流變化速率降低,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變小,幾乎為零。從圖10中可以看出,采用Hpwm_Lpwm控制方式時(shí),電機(jī)的中性點(diǎn)電壓不在恒定,為一個(gè)在Ud/2附近變化的曲線,但中性點(diǎn)的幅值波動(dòng)并沒(méi)有造成過(guò)零點(diǎn)的超前或滯后問(wèn)題。該電機(jī)的端電壓波形如圖11所示。

圖7 轉(zhuǎn)速波形

圖8 起動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與反電動(dòng)勢(shì)波形

圖9 感應(yīng)電壓與反電動(dòng)勢(shì)疊加波形

圖10 中性點(diǎn)電壓波形

圖11 Hpwm_Lpwm控制方式下的電機(jī)端電壓波形

將圖11中的圖形局部放大可得圖12。從圖12(a)中可以發(fā)現(xiàn),電機(jī)在起動(dòng)時(shí)刻的第一個(gè)過(guò)零點(diǎn)并不明顯,但該點(diǎn)不會(huì)造成起動(dòng)失步問(wèn)題;從圖12(b)中可知,起動(dòng)過(guò)后出現(xiàn)的電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)過(guò)零點(diǎn)十分清晰。

以下是對(duì)新型的無(wú)刷直流電機(jī)閉環(huán)起動(dòng)方法在STM8S無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[12]。整個(gè)起動(dòng)過(guò)程包括:轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè),轉(zhuǎn)子強(qiáng)制定位,檢測(cè)懸空相感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)代替反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的起動(dòng)過(guò)程3個(gè)階段。其中轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)方法采用施加電壓脈沖的電感法[13-14]。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電機(jī)選用空載運(yùn)行狀態(tài),設(shè)定轉(zhuǎn)速為4 000 r/min,且電機(jī)各相定子繞組外接串聯(lián)起動(dòng)電阻的阻值大小與電機(jī)定子相繞阻值大小相等同為1.8Ω,同時(shí)設(shè)定電機(jī)初始的轉(zhuǎn)子位置位于Ⅰ區(qū)域中。

圖12 電機(jī)端電壓局部放大圖

圖13 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方法試驗(yàn)平臺(tái)

經(jīng)該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證,并由示波器采集起動(dòng)過(guò)程中的母線電流波形、電機(jī)運(yùn)行時(shí)刻的端電壓波形、電機(jī)運(yùn)行時(shí)刻的虛擬中性點(diǎn)電壓波形,如圖14所示。

圖14 新型起動(dòng)過(guò)程驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)測(cè)試波形

從實(shí)驗(yàn)中可知,電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速為4 117 r/min。從圖14(b)中可以看出,電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中先要檢測(cè)出轉(zhuǎn)子初始位置,再經(jīng)0.1 s后施加一個(gè)與轉(zhuǎn)子位置相鄰的定子磁勢(shì)令電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)制定位,因轉(zhuǎn)動(dòng)角度最大時(shí)僅為30°電角度,故施加定子磁勢(shì)的時(shí)長(zhǎng)定為0.2 s。轉(zhuǎn)子強(qiáng)制定位后,再經(jīng)0.4 s電機(jī)進(jìn)入檢測(cè)懸空相感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)代替反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)的起動(dòng)過(guò)程階段,從母線電流可以看出,電機(jī)起動(dòng)時(shí)刻的電流變化速率很快,且起動(dòng)電流很高;當(dāng)電機(jī)起動(dòng)過(guò)后,電流迅速下降,電流變化速率降低,電流波動(dòng)保持穩(wěn)定。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論與前文分析一致,因此在起動(dòng)過(guò)程中,電機(jī)懸空相的感應(yīng)電壓會(huì)很高,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反電動(dòng)勢(shì)。

從圖14(c)中可以看出,理論上經(jīng)分壓采集后的電機(jī)中性電壓為2.16 V,但實(shí)際中電機(jī)的虛擬中性點(diǎn)電壓并不是恒定的數(shù)值,這與之前文中分析結(jié)論相同。原因在于采用Hpwm_Lpwm控制方式,會(huì)造成電機(jī)虛擬中性點(diǎn)電壓的幅值變化。但該變化并未造成電機(jī)懸空相感應(yīng)電壓的過(guò)零點(diǎn)的左右偏移。

從圖14(d)端電壓波形圖中可看出,懸空相感應(yīng)電壓的過(guò)零點(diǎn)比較明顯,并且該方法可完成電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。為能體現(xiàn)該起動(dòng)過(guò)程的優(yōu)越性,本文同樣制作了傳統(tǒng)的三段式無(wú)感起動(dòng)過(guò)程程序與本文方法做對(duì)比,該方法的PWM控制方式選用傳統(tǒng)的PWM_ON方式驅(qū)動(dòng),傳統(tǒng)的三段式無(wú)感起動(dòng)過(guò)程的電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)制定位方法以AB相導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的磁勢(shì)作為強(qiáng)制定位磁勢(shì)。在該實(shí)驗(yàn)中可得到相應(yīng)的端電壓波形如圖15所示。

圖15 傳統(tǒng)三段式無(wú)感起動(dòng)方法的單相端電壓波形

將傳統(tǒng)無(wú)感起動(dòng)方法與本文的新型無(wú)感閉環(huán)起動(dòng)方法對(duì)比,因本文的感應(yīng)電壓過(guò)零點(diǎn)明顯,同時(shí)PWM高頻干擾噪聲得到削弱,所以電機(jī)的換相點(diǎn)時(shí)刻確定較為準(zhǔn)確,起動(dòng)過(guò)程中電機(jī)振動(dòng)較小。因此該新型起動(dòng)方法擺脫了傳統(tǒng)無(wú)感起動(dòng)方法中的不足之處,同時(shí)兼具了電機(jī)起動(dòng)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì),相比傳統(tǒng)無(wú)感起動(dòng)方法而言,更具有實(shí)用價(jià)值和發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

6 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述,利用懸空相的感應(yīng)電壓在啟動(dòng)階段遠(yuǎn)大于反電動(dòng)勢(shì),且二者過(guò)零點(diǎn)相同的原理,可實(shí)現(xiàn)無(wú)刷直流電機(jī)的在起動(dòng)過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)子位置的檢測(cè),確定過(guò)零點(diǎn)信息,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)起動(dòng)。最后,并對(duì)該方法提出改進(jìn),增大了電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)電壓的幅值大小,同時(shí)選擇對(duì)相電壓之和的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)代替分別對(duì)各相電壓的過(guò)零檢測(cè),使得被測(cè)電壓幅值增大,過(guò)零點(diǎn)更為明顯,對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)感控制方法的研究與應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義。

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