CN112838794A - 一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。该方法基于双极性PWM波算法。当采用双极性PWM波测得的驱动电压和检测电压相等时,插入无位置传感器的六步驱动的其它步骤的驱动脉冲,并判断此时驱动电压和检测电压的大小关系,据此可知当前电机是正转还是倒转。
Description
技术领域
本发明涉及直流无刷电动机的驱动方法,尤其涉及无位置传感器的直流无刷电动机在受迫倒转情形下的驱动方法。
背景技术
直流无刷电动机(Brushless Direct Current Motor,简写为BLDCM)的无传感器技术发展至今已相当成熟,捕捉反电动势过零点的算法很好的解决了中高速的驱动问题;而低速及零速情形下,依据凸极效应的双极性PWM波算法也能很好的适应于有一定凸极率的电机。
与有位置传感器的驱动方案相比,目前无位置传感器技术存在的最后盲区就是受迫倒转(即电机向前的驱动力小于外部施加的迫使电机倒转的力,导致电机不断倒转)情形,如果能解决电机在运转过程中受迫倒转的驱动问题,无位置传感器技术将真正有可能完全替代有位置传感器的方案。
因此,亟需一种能解决无位置传感器的直流无刷电动机在运转过程中受迫倒转的技术方案。
发明内容
在电钻、电链锯等直流无刷电机的应用中,想要实现无位置传感器方案完全替代有位置传感器的方案,必须解决受迫倒转的问题。为了解决该问题,本发明提供了一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。所述方法包括:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,切换到所述六步驱动法中的另一步骤,依旧采用双极性PWM波通电,其中,所述另一步骤中所通电的两个定子绕组与所述当前步骤中的两个定子绕组不完全相同;
等待一段时间直到续流电流消失后,采样驱动电压和检测电压;
比较驱动电压和检测电压的大小关系,根据比较结果确定所述转子的当前位置,并据此判断电机的旋转方向;
如果所述电动机正在正转,则切换回所述当前步骤的驱动方式,按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻切换到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
在一个实施例中,所述另一步骤为以下中的一者:
所述当前步骤的上一步;
所述当前步骤的上两步;
所述当前步骤的下一步;
所述当前步骤的下两步。
在一个实施例中,当所述另一步骤为所述当前步骤的上一步,则当判断出所述电动机正在倒转时,保持所述另一步骤的驱动方式不变,并以此时的驱动方式作为当前步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
在一个实施例中,所述驱动电压与所述检测电压相等的时刻对应两个等电感位置,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。
本发明还提供了又一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。所述方法包括:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,关停所有输出,等待续流电流消失,所述驱动电压和所述检测电压相等时对应两个等电感位置;
给任意一个等电感位置通以一个宽脉冲,检测定子绕组在该位置上是否发生磁饱和;
根据检测结果,确定所述转子的当前位置,并据此判断电动机的旋转方向;
如果所述电动机正在正转,则按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻回退到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述驱动电压与所述检测电压相等的时刻对应两个等电感位置,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。。
在一个实施例中,根据检测结果,判断所述电动机的旋转方向包括:
如果检测到发生磁饱和,则判断出所述转子处在通予所述宽脉冲的等电感位置;
如果未检测到发生磁饱和,则代表所述转子不处在通予所述宽脉冲的等电感位置。
在一个实施例中,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
在一个实施例中,所述无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是,附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中,相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1(a)示出双极性PWM波的正通脉冲加在AB两相定子绕组时的电机驱动电路示意图;
图1(b)示出双极性PWM波的反通脉冲加在AB两相定子绕组时的电机驱动电路示意图;
图2(a)示出对应图1(a)的局部电路图;
图2(b)示出对应图1(b)的局部电路图;
图3示出通电的两相定子与转子位置信息的示意图;
图4示出BLDCM的六步驱动原理;
图5示出根据本发明一实施例的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法;
图6示出根据本发明又一实施例的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图,本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
本发明基于双极性PWM波算法,在特定时机增加一些检测脉冲,最终实现受迫倒转情形下驱动电机的目的。由于双极性PWM波算法基于电机的凸极效应,因此本发明只适用于有凸极效应的直流无刷电动机(BLDCM)。
凸极效应是指凸极电机因气隙不均匀,导致电机交轴(q轴)和直轴(d轴)定子电感不相等的现象,通常有直轴(d轴)定子电感小于交轴(q轴)定子电感,即Lq>Ld。其中,d轴就是转子轴线,d轴定子电感Ld是指d轴方向上的定子电感;q轴就是转子旋转平面内与d轴垂直的轴线,q轴定子电感Lq是指q轴方向上的定子电感。
因此,转子(无论南极S还是北极N)离哪个定子绕组越近,这个定子绕组的定子电感就越小;反之转子离哪个定子绕组越远,这个定子绕组的定子电感就越大。
双极性PWM波算法是一种可以在静止状态获知转子位置的方法,通过不断地给电机驱动方向的正方向施加宽脉冲并再反方向施加窄脉冲来实现。驱动电机向前运转的宽脉冲(该脉冲下文称为正通脉冲),实现对电机的正向拖动(此时不通电相的端电压后文称为驱动电压),不断插入较窄的反方向窄脉冲(该脉冲下文称为反通脉冲)则用来检测转子的实时位置(此时不通电相的端电压后文称为检测电压),这种周期性的正反通脉冲即为双极性PWM波。根据驱动电压与检测电压的大小关系,就可知道通电两相定子绕组上的分压大小,从而估算转子位置。下面详细说明其原理:
图1(a)示出双极性PWM波加在AB两相定子绕组时的电机驱动电路示意图。
在图1(a)中,A相上桥导通(AH导通),B相下桥导通(BL导通),电流按图中加粗线方向流动。在经历了一个较长的脉冲(即正通脉冲)之后,控制端突然改变,令A相上桥断开,下桥导通(AL导通),B相下桥断开,上桥导通(BH导通),即通以反相脉冲。由于电机绕组具有较大电感,其电流不会突变,便形成图1(b)中的情形。正通脉冲比反通脉冲宽,确保电机上的电流不会反流,相应的电机定子上的磁场方向就不会发生变化,电能就不会被浪费。以上介绍的就是双极性PWM波的通电方式。
当双极性PWM波加在AB两相定子绕组上时,C相为悬空相。
对于直流无刷电动机(BLDCM),有如下相电压公式:
其中:
U:定子绕组两端的电压
i:定子绕组上的瞬时电流
L:定子绕组电感
R:定子绕组电阻
e:因磁场变化感应出的反电动势
对于上述AB两相导通的驱动方式,则AB两相端电压压降为:
在电动工具领域,电机的相电阻通常非常小,而双极性PWM波算法一般应用于零速或极低速情形,故反电动势项也很小。故上述公式可简化为:
式中约等号右侧的前项是A相绕组压降,后项是B相绕组压降。由于C相悬空没有电流,故电机中心点电压Vn在A到B正通时等于B相绕组压降,在B到A反通时等于A相绕组压降。又因为转子离哪个定子绕组越近,这个定子绕组的电感就越小;反之转子离哪个定子绕组越远,这个定子绕组的电感就越大,因此,LA与LB并不时刻相等,两者均是转子位置的函数,从而,电机的中心点电压也随着正反通电而有所不同。如果能得知中心点电压在正通和反通时的大小关系,就可推算出LA与LB的大小关系,进而获得转子位置信息。
由于电机中心点电压无法直接采样,只能通过悬空的C相间接求得。图2(a)对应图1(a),图2(b)对应图1(b)。
由图2(a)可知,A向B正通时,有驱动电压(即C相的端电压):
VC+=VNB+eC
由图2(b)可知,B向A反通时,有检测电压(即C相的端电压):
VC-=VNA+eC
其中,VNA是电机中心点和A相端之间的电压,VNB是电机中心点和B相端之间的电压。ec是C相定子由于转子旋转而感应产生的电动势。由于正反通电时ec是个不变化的量,并且转速很低时接近零,故此可以忽略。如此便可知C相端电压在正通和反通时的大小关系,就对应了LA与LB的大小关系。而一旦能知道LA与LB大小关系,则可以获知转子的位置信息。
下面介绍如何依据通电的两相定子电感的大小关系获取转子位置信息:
如图3所示,假设定子磁场方向与电流方向同相,当A向B(即驱动方向)正向通电时,则此时定子磁场在-90°位置;若假设电机为顺时针转动,依据直流无刷电机的六步驱动法原理(参见图4(1)-(6),分别顺序对应六个驱动步骤)可知,转子正从30°位置向-30°位置旋转。在此情形下,A到B为正向通电,此时C相端电压为VC+;B到A为反向通电,此时C相端电压为VC-。
当转子在30°位置时,转子q轴正对A相,由于凸极效应有Lq>Ld,所以LA>LB,依据前述原理,此时VC+<VC-,当转子逐渐旋转来到0°位置时,A、B两相定子离转子的d轴及q轴距离均相等,故此有LA=LB,VC+=VC-,此位置对于本发明有重要意义,此处将之定义为“等电感位置”。当转子转过等电感位置,VC+和VC-的大小关系便发生逆转,VC+-VC-大于某个阈值时,就可认为转子已经来到-30°位置附近,此时便可换相了,即进入六步驱动原理中的下一步。
下面简要介绍直流无刷电机的六步驱动法原理:
图4(1)-图4(6)示出直流无刷电机的六步驱动法原理。图4(1)-图4(6)顺序对应了六个驱动步骤,分别为A到B通电驱动步骤,A到C通电驱动步骤,B到C通电驱动步骤,B到A通电驱动步骤,C到A通电驱动步骤,C到B通电驱动步骤。各步骤之间的顺序关系不能随意进行跳跃或更改。在每个步骤中,转子被转动60°,这样在六个驱动步骤结束之后,转子完成了一次360°旋转。换言之,当转子在当前步骤中被检测到转了60°之后,便触发进入下一步骤,即换相。
如下以图4(1)的A到B正向通电驱动步骤为例进行说明。A、B、C代表三个定子绕组,中间的NS代表转子永磁体(下文简称转子)。通电的定子绕组(A相和B相)产生的磁场带动转子的永磁体进行转动。假设通电电流的方向与定子磁力线方向是相同的,那么电流从A通到B(参见图中标识1),则A定子绕组与B定子绕组的磁力线方向合成后的磁场方向为红色箭头Fs,如果以直角坐标系来看的话,方向为-60°。此时转子的起始位置如图中所示为60°方向。随着电流的持续通电,转子往Fs方向靠近。在此过程中,采用前述介绍的双极性PWM波算法来检测转子是否转到了特定位置(本步骤中为0°,即旋转了60°),当检测出到达了该特定位置,则触发进入下一步骤,即图4(2),依次类推,在第六步骤(对应图4(6),C向B通电驱动步骤)结束之后,转子完成了一次360°旋转。
本文中提到的“下一步”、“上一步”、“下两步”、“上两步”,是指上述介绍的直流无刷电机的六步驱动法原理中六个驱动步骤中的某一当前步骤所对应的下一步、上一步、下两步、上两步。例如,当前步骤为图4(2)所示时,则下一步对应图4(3)所示的通电驱动方向,上一步对应图4(1)所示的通电驱动方向。
如上所述,双极性PWM波算法可以在零速时准确提供换相信号。但是如果转子从60°位置倒转到120°位置,C相采样到的波形将与前述从30°位置正转到-30°的过程完全一样,这就造成目前常规的双极性PWM波算法无法判断电机的转向,也就无法支持受迫倒转驱动。
为了解决常规双极性PWM波算法无法判断电机的转向的缺陷,本发明基于前述的双极性PWM波算法,提供了无位置传感器的直流无刷电机受迫倒转驱动的解决方案。当采用双极性PWM波测得的驱动电压和检测电压相等时(也就是前述定义的“等电感位置”),插入BLDCM的六步驱动法中的上一步的驱动脉冲,并判断此时驱动电压和检测电压的大小关系,据此可知当前电机是正转还是倒转。然后再朝不同的方向换相即可。
下面具体举例说明本方法的原理及实现步骤:
仍以图3为例,当转子从30°位置正向旋转经过0°位置时,AB两相定子电感相等;同样的,当转子从60°反向旋转到90°位置时,AB两相的定子电感也相等。所以,0°位置和90°位置均为等电感位置。当采样到驱动电压VC+=检测电压VC-时,转子可能正转来到0°位置,也可能反转来到了90°位置。只要能确定转子在这两个等电感位置中的哪一个,就能确定旋转方向。
按之前所述,当采样到驱动电压与检测电压相等时,插入上一步的驱动脉冲,即A向C通电。按照双极性PWM波的发波规则,驱动脉冲为A向C通,检测脉冲为C向A通,此时B相为不通电相。
若转子在90°位置,根据凸极效应有Lq>Ld,而C相定子与q轴重合,故C相定子的电感较A相大。所以在B相采样到的驱动电压大于检测电压,表明转子在反向旋转。此时需要马上倒退一步,否则电机就将失步。
若此时转子在0°位置,则C相定子与d轴重合,C相定子电感较A相小。所以此时在B相采样到的驱动电压小于检测电压,表明转子在正向旋转。可按照常规的双极性PWM波算法,等待30°后朝正方向换相。
综上,本方法的实现步骤如下:
步骤(1):在双极性PWM波通电的驱动形式下,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻。
步骤(2):回退到上一步的驱动方式,依旧采用双极性PWM波通电。
步骤(3):等待一段时间,直到续流电流消失后,采样驱动电压和检测电压。
步骤(4):比较驱动电压和检测电压的大小关系,确定当前转子位置,并据此判断电机的旋转方向。
步骤(5):如果电机正在倒转,由于此时用的正是上一步的驱动方式,因此驱动方式不变,并以此时的驱动方式作为当前步骤的驱动方式。如果电机正在正转,切换回当前步骤的驱动方式,按照常规的双极性PWM波算法,等待再旋转30°后向前换相。
步骤(2)~(4)可认为是给电机施加检测脉冲,所以不一定要回退到上一步,实际上BLDCM两两通电的驱动方式一共有6种,其中4种都可以用来检测转子的瞬时位置。因此步骤(2)可以有以下4种不同实施方式:
实施例1:回退到上一步的驱动方式,依旧采用双极性PWM波通电。
实施例2:回退到上两步的驱动方式,依旧采用双极性PWM波通电。
实施例3:前进到下一步的驱动方式,依旧采用双极性PWM波通电。
实施例4:前进到下两步的驱动方式,依旧采用双极性PWM波通电。
步骤(2)~(4)还可改为以下方式判断转子位置:给任意一个等电感位置通以一个宽脉冲,使得若转子在该位置,定子绕组将发生磁饱和(定子磁场与转子磁场叠加);若转子不在该位置,则定子绕组不发生饱和(定子磁场与转子磁场不叠加)。如此只需检测定子绕组是否发生磁饱和,就可知道转子在两个等电感位置中的哪一个了。如此一来,在又一实施例中,本方法可包括以下步骤:
在双极性PWM波通电形式下,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
关停所有输出,等待续流电流消失;
给予0°或90°方向一个宽脉冲。检测定子在该方向上是否发生磁饱和;
判断转子位置,获得正反转信息;
如果电机正在倒转,立刻回退到上一步的驱动方式。如果电机正在正转,按照常规的双极性PWM波算法,等待30°后向前换相。
本方法提供了一种无位置传感器BLDCM受迫倒转驱动的解决方案,使得无感方案在更多的领域可以替代有感方案。实测用此方法制成的电钻,在正转或外力拖拽倒转时均能准确换相。相比有感方案,无感方案能简化生产,降低成本和故障率,目前众多永磁电机领域的先例表明,一旦某一应用的无感方案被证明稳定可靠,将逐渐替代有感方案。因此受迫倒转问题的解决,使得电动工具等应用领域未来的大规模无感化成为可能。
图5示出根据本发明一实施例的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。所述方法包括,但不限于,以下步骤:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,切换到所述六步驱动法中的另一步骤,依旧采用双极性PWM波通电,其中,所述另一步骤中所通电的两个定子绕组与所述当前步骤中的两个定子绕组不完全相同;
等待一段时间直到续流电流消失后,采样驱动电压和检测电压;
比较驱动电压和检测电压的大小关系,根据比较结果确定所述转子的当前位置,并据此判断电机的旋转方向;
如果所述电动机正在正转,则切换回所述当前步骤的驱动方式,按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻切换到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
在一个实施例中,所述另一步骤为以下中的一者:
所述当前步骤的上一步;
所述当前步骤的上两步;
所述当前步骤的下一步;
所述当前步骤的下两步。
在一个实施例中,当所述另一步骤为所述当前步骤的上一步,则当判断出所述电动机正在倒转时,保持所述另一步骤的驱动方式不变,并以此时的驱动方式作为当前步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
在一个实施例中,所述驱动电压与所述检测电压相等的时刻对应两个等电感位置,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。
图6示出根据本发明又一实施例的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法。所述方法包括,但不限于,以下步骤:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,关停所有输出,等待续流电流消失,所述驱动电压和所述检测电压相等时对应两个等电感位置;
给任意一个等电感位置通以一个宽脉冲,检测定子绕组在该位置上是否发生磁饱和;
根据检测结果,确定所述转子的当前位置,并据此判断电动机的旋转方向;
如果所述电动机正在正转,则按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻回退到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
在一个实施例中,所述驱动电压与所述检测电压相等的时刻对应两个等电感位置,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。
在一个实施例中,根据检测结果,判断所述电动机的旋转方向包括:
如果检测到发生磁饱和,则判断出所述转子处在通予所述宽脉冲的等电感位置;
如果未检测到发生磁饱和,则代表所述转子不处在通予所述宽脉冲的等电感位置。
在一个实施例中,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
在一个实施例中,所述无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
这里采用的术语和表述方式只是用于描述,本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征,应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的,权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样,需要指出的是,虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述,但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换,因此,只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述方法包括:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,切换到所述六步驱动法中的另一步骤,依旧采用双极性PWM波通电,其中,所述另一步骤中所通电的两个定子绕组与所述当前步骤中的两个定子绕组不完全相同;
等待一段时间直到续流电流消失后,采样驱动电压和检测电压;
比较驱动电压和检测电压的大小关系,根据比较结果确定所述转子的当前位置,并据此判断电动机的旋转方向。
如果所述电动机正在正转,则切换回所述当前步骤的驱动方式,按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻切换到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
2.如权利要求1所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
3.如权利要求1所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述另一步骤为以下中的一者:
所述当前步骤的上一步;
所述当前步骤的上两步;
所述当前步骤的下一步;
所述当前步骤的下两步。
4.如权利要求1所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
5.如权利要求1所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述驱动电压与所述检测电压相等的时刻对应两个等电感位置,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。
6.一种无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述方法包括:
采用直流无刷电动机的六步驱动法驱动转子旋转,所述六步驱动法包括具有顺序关系的六个代表不同驱动方式的步骤;
在所述六步驱动法的一当前步骤中,采用双极性PWM波对三个定子绕组中的两个通电,捕捉驱动电压和检测电压相等的时刻;
当捕捉到所述驱动电压和所述检测电压相等时,关停所有输出,等待续流电流消失,其中,所述驱动电压和所述检测电压相等时对应两个等电感位置;
给任意一个等电感位置通以一个宽脉冲,检测定子绕组在该位置上是否发生磁饱和;
根据检测结果,确定所述转子的当前位置,并据此判断电动机的旋转方向;
如果所述电动机正在正转,则按照常规的双极性PWM波算法,等待转子再旋转30°后向前换相;如果所述电动机正在倒转,则立刻回退到所述当前步骤的上一步骤的驱动方式。
7.如权利要求6所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,两个等电感位置中的一个是所述转子正转所处的位子,另一个是所述转子倒转所处的位置;所述等电感位置表示通电的两相定子绕组的电感相等,此时通电的两相定子绕组与所述转子的d轴及q轴距离均相等。。
8.如权利要求7所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,根据检测结果,确定所述转子的当前位置,并据此判断电动机的旋转方向包括:
如果检测到发生磁饱和,则代表所述转子处在通予所述宽脉冲的等电感位置;
如果未检测到发生磁饱和,则代表所述转子不处在通予所述宽脉冲的等电感位置。
9.如权利要求6所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述驱动电压是指施加所述双极性PWM波中的正向宽脉冲时不通电相的端电压,所述检测电压是指施加所述双极性PWM波中的反向窄脉冲时不通电相的端电压。
10.如权利要求6所述的无位置传感器的直流无刷电动机的驱动方法,其特征在于,所述方法针对有凸极效应的直流无刷电动机。
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