电动车用无刷直流电机无位置传感器控制的研究(5)

浙江大学硕士学位论文

摘要

由于电力驱动具有节能环保以及方便快捷的优点，各类电动交通工具（包括电动自行车，电动轮椅、电动汽车、电力机车等）得到了越来越广泛的应用。永磁无刷直流电机（ＢＬＤＣＭ）凭借其结构简单、运行效率高、调速性能好以及维护方便等一系列优点，成为电动车领域的主流驱动电机。传统无刷直流电机驱动系统都需要安装位置传感器以提供换相信号，但位置传感器会增加系统成本、尺寸和维护难度。在电动车领域中采用无位置传感器控制技术不仅可以省去位置传感器的费用，减小电机尺寸，节省空间，还可以简化电动车系统复杂性，避免传感器故障引起的换相错误，并使装配和维护更加方便。无刷直流电机无位置传感器控制在电动车领域具有广阔的应用前景。

论文详细介绍了无刷直流电机的运行原理及数学模型，在对反电势过零检测法无位置传感器控制的原理研究的基础上，设计了反电势过零检测电路，并设计了新颖的可调滤波深度电路来解决反电势过零检测中的相移补偿问题。由于在零速或低速时电机反电势为零或很小，基于反电势的控制方法都需要特殊的起动技术，本文在分析常有起动方法的优缺点以及电动车起动的特殊要求后，提出了二种新的基于电感法的起动方法一转子位置闭环起动法，该起动方法包括转子零初始位置检测、转子位置闭环加速以及切换至反电势法运行三个步骤，经验证，该起动方法具有更优良的起动性能，不同负载条件下都能平稳起动，不易失步，无反转，特别适用于电动车应用场合。同时，本文还针对电动车应用的实际需求，设计了起动转矩优化的策略，调速以及能量回馈制动的控制方案。

最后，设计了低成本的、以ＨＣＳ０８单片机为核心的无刷直流电机无位置传感器控制系统的硬件系统，满足电动车应用的需要。在Ｃｏｄｅｗａｒｒｉｏｒ集成开发环境下完成了整个无刷直流电机无位置传感器控制系统的软件设计。实验证明，所设计的软硬件系统能完成无刷直流电机无位置传感器起动及运行控制功能，实现电动车用无刷直流电机的无位置传感器控制起动与运行。

关键词：无刷直流电机无位置传感器控制电动车反电势过零电感法

滤波深度调节能量回馈制动ＩＩ