电动车用无刷直流电机无位置传感器控制的研究(12)

浙江大学硕士学位论文

１．２．２无位置传感器的无刷直流电机控制

无刷直流电机无位置传感器控制方法是指不安装转子位置传感器，但是在电机运转过程中，同样需要用于控制电机换相的转子位置信号。因此，无位置传感器控制研究的关键是建立转子位置信号检测电路，通过软硬件措施间接获得可靠的转子位置信号。为此，国内外的研究人员进行了大量的研究工作【６】，提出了很多种位置信号检测方法，其中典型的检测方法主要有：端电压检测法、定子三次谐波法、续流二极管法等。

（１）反电动势过零点检测法【７】

对于稳态运行的电机来说，反电动势过零点检测法是目前技术最成熟、实现最简单、应用最广泛的转子位置检测方法。基本原理：对于永磁结构的电机，反电动势的大小依赖于转子位置。如果可以精确的检测反电动势，就可以得到转子位置，从而控制逆变器的开关动作。对于反电动势为梯形波的无刷直流电机来说，由于在任意时刻只有两相导通，而另一相悬空，因此可以方便的检测出悬空相的反电动势。而悬空相反电动势的过零点，再延时３０。电角度即为换流时刻。

将非导通相端电压与电机中性点电压进行比较可以获得反电动势的过零点。由于中性点电压不能直接获得，在实际的应用中，一般是用等价的中性点与端电压进行比较来获得反电动势过零点。

该方法用三相低通滤波器和电压比较器所组成的电子电路取代了传统的机械位置传感器，实现了转子位置信息的获取。此方法明显的缺点是：电机静止或低速运行时反电动势为零或很小，难以得到有效的转子位置信号，低速性能比较差，需要采用开环方式起动；为保证正确的电流换相需要对相移进行补偿，从而修正位置检测电路造成的相位滞后，提高系统的运行性能。

（２）反电动势积分法【８】

反电动势积分法是反电动势过零检测法的一种改进方法。在检测到非导通相反电动势的过零点后，对该相反电动势进行积分，得到积分值‰。由于在过零点附近，反电动势的瞬时值近似为时间的线性函数，因此，

耶煳Ｅｏ，Ｖｉｎｔ＝－ｆ挚，Ｖｉｎｔ一－－－等

Ｅ为反电动势幅值，ｋ为积分系数，当积分值‰达到阈值％时，即为换相时刻。４