CN106330017A - 一种基于无位置控制的电动车电机控制器 - Google Patents

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杜彬
王致杰
王东伟
黄麒元
王鸿
吕金都
王浩清
孙丛丛
刘水
朱谷雨
白颖
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Shanghai Dianji University
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于无位置控制的电动车电机控制器，包括电机和比较器；所述电机的A、B、C相线与比较器的同相输入端连接，电机的A、B、C相线分别与隔离电阻R4、R5或R6连接形成虚拟地电位，所述虚拟地电位与比较器的负载端连接。相线上产生的反电动势电压以虚拟地为参考点，做正负周期性的变化。在每次比较器输出状态反转时，说明检测到了过零点，接下来需要做换向动作了。A/B/C三相分别需要一个过零点检测电路，也共用一个检测电路，该设计中公用一个检测电路。

Description

一种基于无位置控制的电动车电机控制器
技术领域
本发明涉及电动车驱动装置领域，具体地说，特别涉及到一种基于无位置控制的电动车电机控制器。
背景技术
无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。现有的无刷电机通过霍尔元件来控制驱动。但是，由于霍尔元件的易损坏性，无刷电机会经常因其损坏导致启动调速失灵。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于无位置控制的电动车电机控制器，采用反电动势检测电路，不利用霍尔元件即可对无刷电机进行控制，以解决现有技术中存在的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种基于无位置控制的电动车电机控制器，包括电机和比较器；所述电机的A、B、C相线与比较器的同相输入端连接，电机的A、B、C相线分别与隔离电阻R4、R5或R6连接形成虚拟地电位，所述虚拟地电位与比较器的负载端连接。
进一步的，所述电机的A、B、C相线均与一过零点检测电路连接。
进一步的，所述电机为无刷三相六拍电机。
进一步的，所述比较器采用过零点检测的基本电路接法。
进一步的，所述电机的A、B、C相线产生的反电动势电压以虚拟地电位为参考点，做正负周期性的变化。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、通过省去了霍尔元件，控制算法上进行优化，从而提高了电动车中无刷电机的可靠性，降低了成本。
2、采用反电动势过零点检测法代替位置传感器来检测转子的位置，并根据电动车实际运行环境及对电机的运行要求对进行改进，设计出了反电势法检测电路，扩大无刷电机调速范围。
3、通过对无位置控制的无刷电机启动方法进行改进，来实现电动自行车的平稳启动，并改善启动、超低速运行过程中的卡顿、抖动现象。
附图说明
图1为本发明所述的反电动势检测电路示意图。
图2为本发明所述的无刷电机运转中理想反电动势波形图。
图3为本发明所述的理想的反电动势波形和霍尔传感器输出波形对比图。
图4为本发明所述的实际的反电动势波形和霍尔波形对比图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明所述的一种基于无位置控制的电动车电机控制器，采用比较器检测过零点的基本电路接法，电机的相线(A/B/C)接比较器的同相输入端，比较器的负载端接相线A/B/C的虚拟点位。虚拟地电位由A/B/C相经过电阻隔离形成。相线上产生的反电动势电压以虚拟地为参考点，做正负周期性的变化。在每次比较器输出状态反转时，说明检测到了过零点，接下来需要做换向动作了。A/B/C三相分别需要一个过零点检测电路，也共用一个检测电路，该设计中公用一个检测电路。
无刷电机运转中理想反电动势波形如图2所示，红线标出的是反电动势的过零点，两个虚线见是60度，常用电动车电机为无刷三相六拍电机，每隔周期有六个状态。星形接法中在每一时刻电机的通电线圈只有两项，另一相线圈悬空。由于电机转动的瞬时角度程梯形波动，产生的反电动势也相应的呈梯形变化。
如图3所示，理想的反电动势波形和霍尔传感器输出波形对比，从图4中可以看出，反电动势的过零点和霍尔传感器波形反转同步，如果用此反电动势过零信号进行程序换相会获得和由霍尔元件电机一样的运转性能。
实际的反电动势波形和霍尔波形对比如图所示，红线为霍尔元件输出波形，黑色虚线是反电动势，紫色竖线是反电动势的过零点，时间轴的方向是从左往右，可以得知反电动势的过零点比霍尔元件的输出波形提前了半个电节拍，即30度电角度。为了能够在正确的时刻才换相，需要在检测到反电动势过零点后延迟30度电角度之后，才进行换相。无刷电机转速变化时电周期也会发生变化，因此用定时器得到计时值后除二就是当前电机转速下的30度电角度延迟时间，把时间值装入定时器，打开该定时器中断，等待延时完毕后进中断即可完成电机换相。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于无位置控制的电动车电机控制器，其特征在于：包括电机和比较器；所述电机的A、B、C相线与比较器的同相输入端连接，电机的A、B、C相线分别与隔离电阻R4、R5或R6连接形成虚拟地电位，所述虚拟地电位与比较器的负载端连接。
2.根据权利要求1所述的基于无位置控制的电动车电机控制器，其特征在于：所述电机的A、B、C相线均与一过零点检测电路连接。
3.根据权利要求1所述的基于无位置控制的电动车电机控制器，其特征在于：所述电机为无刷三相六拍电机。
4.根据权利要求1所述的基于无位置控制的电动车电机控制器，其特征在于：所述比较器采用过零点检测的基本电路接法。
5.根据权利要求1所述的基于无位置控制的电动车电机控制器，其特征在于：所述电机的A、B、C相线产生的反电动势电压以虚拟地电位为参考点，做正负周期性的变化。
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