CN111817618A - 无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，包括：无刷电机以及换相逻辑模块电路；所述换相逻辑模块电路与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接，用于接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号，并将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。本公开提供的技术方案，实质是基于三相的电流以及反电动势等来控制换相误差，而不是仅基于三相中的某一相的电流以及反电动势等来控制换相误差，可以降低无刷直流电机的转矩脉动，提高电机的工作效率。

Description

无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统及方法

技术领域

本公开涉及无刷电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统及方法。

背景技术

现有无刷直流电机换相方法多采用三路霍尔信号或者编码器，通过电平高低组合，形成六路换相信号。但是位置传感器的安装不仅增加了系统的功耗，还降低了系统的可靠性，因此无位置传感器换相方法近年来成为研究热点。

针对于无刷电机无位置传感器的情况，最为经典的换相方法为反电动势过零点法，由于其简单可靠，在工业上被广泛应用。但是由于处理电路会造成检测信号的滞后，影响换相精度，降低了电机工作性能。因此，如何实现无刷电机无位置传感器换相误差补偿仍然是目前亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统及方法。

第一方面，本公开实施例提出一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，包括：无刷电机以及换相逻辑模块电路；

所述换相逻辑模块电路与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接，用于接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号，并将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，并基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。

第二方面，本公开实施例还提出一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法，所述无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法适用于上述任一无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统；

所述无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法包括：

所述换相逻辑模块电路接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号；

所述换相逻辑模块电路将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，并基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开实施例中提供的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，通过设置所述换相逻辑模块电路与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接，用于接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号，并将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，然后基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿，实质是基于三相的电流以及反电动势等来控制换相误差，而不是仅基于三相中的某一相的电流以及反电动势等来控制换相误差，可以降低无刷直流电机的转矩脉动，提高电机的工作效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统的结构框图；

图2是本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统的结构示意图；

图3为图2中反馈信号构造电路的放大图；

图4是本公开实施例提供的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统运行过程中三路虚拟霍尔信号以及三个基础信号的波形图；

图5是本公开实施例提供的一种采样时刻确定的原理图；

图6为本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1是本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统的结构框图。参见图1，该无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统包括：无刷电机200以及换相逻辑模块电路100；换相逻辑模块电路100与无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端连接，用于接收无刷电机200输出的三路虚拟霍尔信号，并基于三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号，并将三路误差补偿角度信号与三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，基于叠加结果控制无刷电机100调整换向时机，以实现换相误差补偿。

由于仅采用一相的反馈信息难以反映换相误差情况，换相误差不会从根本上消除。上述技术方案实质是基于三相的反馈信息(如电流以及反电动势等)来控制换相误差，而不是仅基于三相中的某一相的反馈信息来控制换相误差，可以降低无刷直流电机的转矩脉动，提高电机的工作效率。

图1中各箭头方向表示箭头两端模块进行数据交互时的数据传输方向。继续参见图1，换相逻辑模块电路100包括采样电路10、反馈信号构造电路20、换相误差控制器30、换相逻辑模块40以及全桥电路50。反馈信号构造电路20的输入端与无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端连接；反馈信号构造电路20的输出端、无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端、换相误差控制器30的三个输出端均与采样电路10的输入端连接；采样电路10的三个输出端与换相误差控制器30的三个输入端连接，换相误差控制器30的三个输出端还与换相逻辑模块40的三个输入端一一对应电连接，换相误差控制器30的输入端与无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端连接；换相逻辑模块40的输出端与全桥电路50的输入端连接，全桥电路50的输出端与无刷电机200的输入端连接。

由于无刷电机200输出的三路虚拟霍尔信号无法直接反应换向误差，在该换相误差补偿系统工作时，无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出至反馈信号构造电路20，反馈信号构造电路20对三路虚拟霍尔信号进行重新组合(下文中为了便于说明，将反馈信号构造电路20对虚拟霍尔信号进行重新组合后得到的信号称为基础信号)，以使换向误差能够凸显出来。

采样电路10根据所述无刷电机的运行情况(可通过三路虚拟霍尔信号确定)，确定采样时刻以及采样对象，并进行采样，输出采样结果。采样结果为三个反馈量，三个反馈量与三个虚拟霍尔信号一一对应。

换相误差控制器30共有三路，分别利用三个反馈量，消除三路虚拟霍尔传感器的换相误差。具体地，换相误差控制器30基于三个反馈量分别得到三个误差补偿角度，并将这三个误差补偿角度分别与与其对应的三个虚拟霍尔信号的时间序列相叠加，生成补偿后的换相信号。

换相逻辑模块40基于补偿后的换相信号生成可以控制全桥电路50通断的数字信号。

全桥电路50基于换相逻辑模块40输出的数字信号，调整其内部MOS管通断状态，进而控制无刷电机内部绕组电流、电压，调整无刷电机换向时机，以达到实现换相误差补偿的目的。在本公开中全桥电路为现有技术，本公开中不再赘述。

本公开中，反馈信号构造电路的具体设置方案有多种，本公开对此不作限制，只要能够使换向误差凸显出来即可。图2是本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统的结构示意图。图3为图2中反馈信号构造电路的放大图。参见图2和图3，该反馈信号构造电路20包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3、第四运算放大器A4、第五运算放大器A5、第六运算放大器A6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14以及第十五电阻R15。

无刷电机的第一路虚拟霍尔信号输出端B1与第三电阻R3的第一端和第十五电阻R15的第一端电连接，第三电阻R3的第二端与第二运算放大器A2的正相输入端和第二电阻R2的第一端均电连接，第二电阻R2的第二端与第一电阻R1的第一端以及第二运算放大器A2的输出端均电连接，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器A1的输出端和第一运算放大器A1的正相输入端均电连接，且第一运算放大器A1的输出端作为反馈信号构造电路的第一输出端C1；第一运算放大器A1的负相输入端接地；第二运算放大器A2的负相输入端与第四电阻R4的第一端电连接。

无刷电机的第二路虚拟霍尔信号输出端B2与第七电阻R7的第一端和第十四电阻R14的第一端电连接，第七电阻R7的第二端与第四运算放大器A4的正相输入端和第六电阻R6的第一端均电连接，第六电阻R6的第二端与第五电阻R5的第一端以及第四运算放大器A4的输出端均电连接，第五电阻R5的第二端与第三运算放大器A3的输出端和第三运算放大器A3的正相输入端均电连接，且第三运算放大器A3的输出端作为反馈信号构造电路的第二输出端C2；第三运算放大器A3的负相输入端接地；第四运算放大器A4的负相输入端与第八电阻R8的第一端电连接。

无刷电机的第三路虚拟霍尔信号输出端B3与第十一电阻R11的第一端和第十三电阻R13的第一端电连接，第十一电阻R11的第二端与第六运算放大器A6的正相输入端和第十电阻R10的第一端均电连接，第十电阻R10的第二端与第九电阻R9的第一端以及第六运算放大器A6的输出端均电连接，第九电阻R9的第二端与第五运算放大器A5的输出端和第五运算放大器A5的正相输入端均电连接，且第五运算放大器A5的输出端作为反馈信号构造电路的第三输出端C3；第五运算放大器A5的负相输入端接地；第六运算放大器A6的负相输入端与第十二电阻R12的第一端电连接。

第四电阻R4的第二端与第八电阻R8的第二端、第十二电阻R12的第二端、第十三电阻R13的第二端、第十四电阻R14的第二端和第十五电阻R15的第二端均电连接。

图4是本公开实施例提供的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统运行过程中三路虚拟霍尔信号以及三个基础信号的波形图。在图4中，Sa、Sb和Sc代表无刷直流电机输出的三路虚拟霍尔信号。C01、C02和C03代表三个基础信号。

继续参见图2-图4，虚拟霍尔信号Sa通过无刷电机的第一路虚拟霍尔信号输出端B1输入到反馈信号构造电路20中，后经与其他虚拟霍尔信号进行重新组合后得到第一基础信号C01，并将该第一基础信号C01通过反馈信号构造电路20的第一输出端C1输出。

类似地，虚拟霍尔信号Sb通过无刷电机的第二路虚拟霍尔信号输出端B2输入到反馈信号构造电路20中，后经与其他虚拟霍尔信号进行重新组合后得到第二基础信号C02，并将该第二基础信号C02通过反馈信号构造电路20的第二输出端C2输出。

虚拟霍尔信号Sc通过无刷电机的第三路虚拟霍尔信号输出端B3输入到反馈信号构造电路20中，后经与其他虚拟霍尔信号进行重新组合后得到第三基础信号C03，并将该第三基础信号C03通过反馈信号构造电路20的第三输出端C3输出。

继续参见图2，可选地，该无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统中，采样电路10包括模拟开关11、模数转换器(ADC转化器)12以及现场可编程门阵列(FPGA)13；采样电路10中，与反馈信号构造电路20的三个输出端相连的三个输入端均为采样电路的第一类输入端；模拟开关11与三个第一类输入端均电连接，并可对各第一类输入端进行独立控制；模数转换器12与模拟开关11电连接；现场可编程门阵列13的输入端与无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端以及换相误差控制器30的三个输出端均电连接；现场可编程门阵列13的输出端与换相误差控制器30的三个输入端连接；现场可编程门阵列13用于根据无刷电机100的运行情况，确定采样时刻以及采样对象，并通过控制模拟开关11的开合进行采样，输出采样结果。

“现场可编程门阵列13根据无刷电机100的运行情况，确定采样时刻以及采样对象，并通过控制模拟开关11的开合进行采样，输出采样结果”的具体实现方法有多种。下面示例性地给出两种具体实现方法，但不构成对本公开的限制

可选地，第一种实现方法，现场可编程门阵列具体用于：

首先，根据无刷电机的三路虚拟霍尔信号，确定采样时刻以及采样对象。采样时刻包括第一采样时刻t₁以及第二采样时刻t₂。针对同一路虚拟霍尔信号，第一采样时刻t₁位于该虚拟霍尔信号的上升沿前，第二采样时刻t₂位于该虚拟霍尔信号的上升沿后。

可选地，采样时刻可以根据该虚拟霍尔信号反电动势过零点时刻以及上一周期换相误差控制器输出的误差补偿角度确定。

采样对象的确定方法有多种，示例性地，以低电平为0，高电平为1。在虚拟霍尔信号Sa的上升沿前，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为000。在虚拟霍尔信号Sa的上升沿后，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为100。在虚拟霍尔信号Sb的上升沿前，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为101。在虚拟霍尔信号Sb的上升沿后，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为111。在虚拟霍尔信号Sc的上升沿前，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为100。在虚拟霍尔信号Sb的上升沿后，按照Sa、Sb和Sc的顺序，三路虚拟霍尔信号可表示为101。即虚拟霍尔信号Sa上升沿前后，三路虚拟霍尔信号由000变为100。虚拟霍尔信号Sb上升沿前后，三路虚拟霍尔信号由101变为111。虚拟霍尔信号Sc上升沿前后，三路虚拟霍尔信号由100变为101。

据此，可以预先设置上升沿前后虚拟霍尔信号变化情况与采样对象的对应关系，并将该对应关系存储在现场可编程门阵列中。在采样之前，现场可编程门阵列获取无刷电机直接输入到现场可编程门阵列中的三路虚拟霍尔信号，并基于三路虚拟霍尔信号的变化情况，采样时刻以及该对应关系，确定出采样时刻与采样对象的对应关系。

其次，控制模拟开关的开合状态，进行采样，得到采样结果并输出；第一采样时刻t₁所采集的电压为u₁，第二采样时刻t₂所采集的电压为u₂，采样结果为△u＝u₂-u₁。

可选地，根据采样时刻与采样对象的对应关系，控制模拟开关的开合状态，以使得在某一采样时刻，仅允许与其对应的采样对象的信号输入到现场可编程门阵列中。

示例性地，在图4中，在虚拟霍尔信号Sa上升沿前后的采样结果△u＝u_a.。在图4中，在虚拟霍尔信号Sb上升沿前后的采样结果△u＝u_b。

可选地，第二种实现方法，现场可编程门阵列具体用于，

首先，根据无刷电机的三路虚拟霍尔信号，确定反电动势过零点时刻以及采样对象。采样时刻包括第一采样时刻t₁、第三采样时刻t₃以及第四采样时刻t₄；针对同一路虚拟霍尔信号，第一采样时刻t₁位于该虚拟霍尔信号的上升沿前，第三采样时刻t₃和第四采样时刻t₄均位于该虚拟霍尔信号的上升沿后；时刻2t₃-t₄位于该虚拟霍尔信号的上升沿后；t₄-t₃大于无刷电机续流时间，且小于或等于1.5倍的无刷电机续流时间。

其次，控制模拟开关的开合状态，进行采样，得到采样结果并输出；第一采样时刻t₁所采集的电压为u₁，第三采样时刻t₃所采集的电压为u₃，第四采样时刻t₄所采集的电压为u₄，采样结果为△u＝2u₃-u₄-u₁。

图5是本公开实施例提供的一种采样时刻确定的原理图。参见图5，在虚拟霍尔信号上升沿前后，若无刷电机出现续流现象，会使得基础信号的波形突变，使得波形上出现“毛刺”。显然，对于此种情况，若采用第一种实现方法，如果所确定的第二采样时刻t₂恰好位于无刷电机续流时间段内，在第二采样时刻t₂所采集的u₂偏差较大。与第一种实现方法相比，第二种实现方法并不直接于第二采样时刻t₂进行采用，而是于第三采样时刻t₃和第四采样时刻t₄进行采样，然后将2u₃-u₄作为第二采样时刻t₂采样对象的电压值。这样可以降低无刷电机续流过程对换相误差补偿的影响。

在上述技术方案的基础上，继续参见图2和图3，该换相误差控制器30包括PID控制器31以及第一运算模块32。PID控制器31的输入端与采样电路20的输出端电连接，PID控制器31的输出端与第一运算模块32的输入端电连接，PID控制器31用于根据采样结果，确定换相误差补偿角度信号。第一运算模块32的输出端与换相逻辑模块40电连接，第一运算电路32的输入端还与无刷电机200的三路虚拟霍尔信号输出端连接；第一运算模块32还由于接受修正量。可选地，第一运算电路32还可以接收或者设置修正量θ₀。进一步地，可以设置θ₀＝30°第一运算模块32的输出端还与采样电路10的输入端连接；第一运算模块32用于将三路误差补偿角度信号与三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果。

可选地，PID控制器用于根据采样结果以及下式，确定换相误差补偿角度信号；

其中，φ为换相误差补偿角度，k_p、k_i、k_d为PID控制器参数。

可选地，继续参见图2，可以设置该无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统还包括电流测量电路61和电流控制器62。电流测量电路61与无刷电机200相连，电流控制器62输入端与电流测量电路61连接，电流控制器62输出端与换向逻辑模块40连接。电流测量电路61用于测量无刷电机200的电流，并将其输送至电流控制器62，进行电流环控制。

可选地，继续参见图2，可以设置该无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统还包括速度测量电路71和速度控制器72。速度测量电路71与无刷电机200相连，速度控制器72输入端与速度测量电路71连接，速度控制器72输出端与换向逻辑模块40连接。速度测量电路71用于测量无刷电机200的速度，并将其输送至速度控制器72，进行速度环控制。

需要说明的是，上述无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统可适用于三相对称的无刷电机，也可以适用于三相不对称的无刷电机。上述无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统可适用于非理想反电动势无刷电机，也可适用于理想反电动势无刷电机。

典型地，上述方案中，无刷电机为三相不对称无刷电机。对于三相不对称无刷电机，三相反电动势和电流不再对称，这使得三路换相用的虚拟霍尔信号误差角不再一致。对于此种情况，仅采用一相的反馈信息难以反映换相误差情况，换相误差不会从根本上消除。而本公开提供的技术方案，由于采用三相的反馈信息进行换向误差补偿，其可以做到从根本上消除换向误差。

基于相同的发明构思，本公开实施例还提供一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法。图6为本公开实施例提供的一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法的流程图。该无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法适用于本公开实施例提供的任意一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统。

参见图6，该无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法包括：

S110、换相逻辑模块电路接收无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号；

S120、换相逻辑模块电路将三路误差补偿角度信号与三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，并基于叠加结果控制无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。

由于本公开提供的无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法适用于本公开实施例提供的任意一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其具有其所适用的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统相同或相应的有益效果，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，包括：无刷电机以及换相逻辑模块电路；

所述换相逻辑模块电路与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接，用于接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号，并将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。

2.根据权利要求1所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述换相逻辑模块电路包括采样电路、反馈信号构造电路、换相误差控制器、换相逻辑模块以及全桥电路；

所述反馈信号构造电路的输入端与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接；所述反馈信号构造电路的输出端、所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端、所述换相误差控制器的三个输出端均与所述采样电路的输入端连接；所述采样电路的三个输出端与所述换相误差控制器的三个输入端连接，所述换相误差控制器的三个输出端还与所述换相逻辑模块的三个输入端一一对应电连接，所述换相误差控制器的输入端与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接；所述换相逻辑模块的输出端与所述全桥电路的输入端连接，所述全桥电路的输出端与所述无刷电机的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述反馈信号构造电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第六运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻以及第十五电阻；

所述无刷电机的第一路虚拟霍尔信号输出端与所述第三电阻的第一端和所述第十五电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与所述第二运算放大器的正相输入端和所述第二电阻的第一端均电连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第一端以及所述第二运算放大器的输出端均电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端和所述第一运算放大器的正相输入端均电连接，且所述第一运算放大器的输出端作为所述反馈信号构造电路的第一输出端；所述第一运算放大器的负相输入端接地；所述第二运算放大器的负相输入端与所述第四电阻的第一端电连接；

所述无刷电机的第二路虚拟霍尔信号输出端与所述第七电阻的第一端和所述第十四电阻的第一端电连接，所述第七电阻的第二端与所述第四运算放大器的正相输入端和所述第六电阻的第一端均电连接，所述第六电阻的第二端与所述第五电阻的第一端以及所述第四运算放大器的输出端均电连接，所述第五电阻的第二端与所述第三运算放大器的输出端和所述第三运算放大器的正相输入端均电连接，且所述第三运算放大器的输出端作为所述反馈信号构造电路的第二输出端；所述第三运算放大器的负相输入端接地；所述第四运算放大器的负相输入端与所述第八电阻的第一端电连接；

所述无刷电机的第三路虚拟霍尔信号输出端与所述第十一电阻的第一端和所述第十三电阻的第一端电连接，所述第十一电阻的第二端与所述第六运算放大器的正相输入端和所述第十电阻的第一端均电连接，所述第十电阻的第二端与所述第九电阻的第一端以及所述第六运算放大器的输出端均电连接，所述第九电阻的第二端与所述第五运算放大器的输出端和所述第五运算放大器的正相输入端均电连接，且所述第五运算放大器的输出端作为所述反馈信号构造电路的第三输出端；所述第五运算放大器的负相输入端接地；所述第六运算放大器的负相输入端与所述第十二电阻的第一端电连接；

所述第四电阻的第二端与所述第八电阻的第二端、所述第十二电阻的第二端、所述第十三电阻的第二端、所述第十四电阻的第二端和所述第十五电阻的第二端均电连接。

4.根据权利要求2所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述采样电路包括模拟开关、模数转换器以及现场可编程门阵列；

所述采样电路中，与所述反馈信号构造电路的三个输出端相连的三个输入端均为所述采样电路的第一类输入端；

所述模拟开关与三个所述第一类输入端均电连接，并可对各所述第一类输入端进行独立控制；

所述模数转换器与所述模拟开关电连接；

所述现场可编程门阵列的输入端与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端以及所述换相误差控制器的三个输出端均电连接；所述现场可编程门阵列的输出端与所述换相误差控制器的三个输入端连接；所述现场可编程门阵列用于根据所述无刷电机的运行情况，确定采样时刻以及采样对象，并通过控制所述模拟开关的开合进行采样，输出采样结果。

5.根据权利要求4所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列具体用于，

根据所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号，确定采样时刻以及采样对象；所述采样时刻包括第一采样时刻t₁以及第二采样时刻t₂；针对同一路虚拟霍尔信号，所述第一采样时刻t₁位于所述虚拟霍尔信号的上升沿前，所述第二采样时刻t₂位于所述虚拟霍尔信号的上升沿后；

控制所述模拟开关的开合状态，进行采样，得到采样结果并输出；所述第一采样时刻t₁所采集的电压为u₁，所述第二采样时刻t₂所采集的电压为u₂，所述采样结果为△u＝u₂-u₁。

6.根据权利要求4所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列具体用于，

根据所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号，确定采样时刻以及采样对象；所述采样时刻包括第一采样时刻t₁、第三采样时刻t₃以及第四采样时刻t₄；针对同一路虚拟霍尔信号，所述第一采样时刻t₁位于所述虚拟霍尔信号的上升沿前，所述第三采样时刻t₃和所述第四采样时刻t₄均位于所述虚拟霍尔信号的上升沿后；时刻2t₃-t₄位于所述虚拟霍尔信号的上升沿后；t₄-t₃大于所述无刷电机续流时间，且小于或等于1.5倍的所述无刷电机续流时间

控制所述模拟开关的开合状态，进行采样，得到采样结果并输出；所述第一采样时刻t₁所采集的电压为u₁，所述第三采样时刻t₃所采集的电压为u₃，所述第四采样时刻t₄所采集的电压为u₄，所述采样结果为△u＝2u₃-u₄-u₁。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述换相误差控制器包括PID控制器以及第一运算模块；

所述PID控制器的输入端与所述采样电路的输出端电连接，所述PID控制器的输出端与所述第一运算模块的输入端电连接，所述PID控制器用于根据所述采样结果，确定换相误差补偿角度信号；

所述第一运算模块的输出端与所述换相逻辑模块电连接，所述第一运算电路的输入端还与所述无刷电机的三路虚拟霍尔信号输出端连接；所述第一运算模块的输出端还与所述采样电路的输入端连接；所述第一运算模块用于将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果。

8.根据权利要求7所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述PID控制器用于根据所述采样结果以及下式，确定换相误差补偿角度信号；

其中φ为换相误差补偿角度，k_p、k_i、k_d为PID控制器参数。

9.根据权利要求1所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统，其特征在于，所述无刷电机为三相不对称无刷电机。

10.一种无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法，其特征在于，所述无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法适用于权利要求1-9任意一项所述的无刷电机无位置传感器换相误差补偿系统；

所述无刷电机无位置传感器换相误差补偿方法包括：

所述换相逻辑模块电路接收所述无刷电机输出的三路虚拟霍尔信号，并基于所述三路虚拟霍尔信号，得到三路误差补偿角度信号；

所述换相逻辑模块电路将所述三路误差补偿角度信号与所述三路虚拟霍尔信号分别叠加，形成叠加结果，并基于叠加结果控制所述无刷电机调整换向时机，以实现换相误差补偿。

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