CN114039515B - 一种基于加速曲线拟合的无位置传感器bldcm启动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，所述的启动方法利用电机霍尔传感器拟合出加速曲线，同时采用改进的脉冲注入定位法检测转子初始位置，确定初始扇区，实现静止启动，包括如下步骤：初始位置检测时，轮流施加AB，AC，BC方向的短时脉冲电压，分别记录未导通相的反电动势采样变化，比较找出变化量最小的方向，然后通过对比相应方向导通时的峰值瞬时电流来确定转子初始位置；检测到初始位置后，进入启动加速阶段，根据事先利用电机霍尔传感器记录电机启动加速过程中霍尔扇区换相时间变化拟合出的加速曲线，通过升频升压对电机进行加速。本发明所述的启动方法针对不同型号电机作业使用情况，可以提前仿真拟合，同时输出加速曲线对电机进行加速，实现平滑启动加速进而切换到闭环运行。

Description

一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法
技术领域
本发明涉及直流电机控制技术，尤其是指一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法。
背景技术
在无位置传感器BLDCM控制系统中常采用反电动势检测来实现换相，然而当电机处于静止状态或是运行速度非常低时，无法估计转子位置信息。因此在驱动电机时需要先确定转子初始位置，并加速电机到适当转速，然后切换到无位置传感器运行。目前，常用的转子位置定位方法包括预定位法和脉冲注入法，预定位法定位后进行开环加速，然而预定位法容易出现转子倒转现象，且在空间上定子合成磁势轴线与转子直轴夹角为180°时无法使转子转到预定位置；脉冲注入法在转子达到切换速度之前要一直进行检测以确定当前转子位置，大大增加了运算的复杂性。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中脉冲注入法在转子达到切换速度之前要一直进行检测以确定当前转子位置，大大增加了运算的复杂性的问题，从而提供一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，所述的启动方法利用电机霍尔传感器拟合出加速曲线，同时采用改进的脉冲注入定位法检测转子初始位置，确定初始扇区，实现静止启动，包括如下步骤：
步骤S1：初始位置检测时，轮流施加AB，AC，BC方向的短时脉冲电压，分别记录未导通相的反电动势采样变化，比较找出变化量最小的方向；
步骤S2： 若AB方向变化量最小，则通过对比AC和CA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区，达到峰值瞬时电流需要导通的时间t由施加电压U决定：t=k/U，其中k为系数；
步骤S3： 若AC方向变化量最小，则通过对比BC和CB导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S4：若BC方向变化量最小，则通过对比AB和BA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S5：检测到初始位置后，进入启动加速阶段，先利用电机霍尔传感器，记录电机启动加速过程中霍尔扇区换相时间的变化，拟合出加速曲线；
步骤S6：根据加速曲线通过升频升压对电机进行加速，换相时间通过定时器计时，当电机速度达到既定阈值可以检测到有效的反电动势后切换到速度电流双闭环模式运行。
在本发明的一个实施例中，所述的脉冲注入定位采用瞬时电流变化和电压变化相结合进行比较的方式。
在本发明的一个实施例中，所述的脉冲注入时间可随电压变化调节。
在本发明的一个实施例中，所述的加速曲线拟合的方法可以适应于不同型号电机作业使用，且可以提前仿真拟合。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明所述的基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，针对不同型号电机作业使用情况，可以提前仿真拟合，根据拟合出的加速曲线对电机进行加速，实现平滑启动加速进而切换到闭环运行，使得运算流程的简化。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明所述启动方法的初始位置检测流程图；
图2是本发明基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法的瞬时电流采样电路图；
图3是本发明所述启动方法的扇区号随时间变化图；
图4是本发明所述启动方法的各扇区换相时间曲线图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，所述的启动方法利用电机霍尔传感器拟合出加速曲线，同时采用改进的脉冲注入定位法检测转子初始位置，确定初始扇区，实现静止启动，包括如下步骤：
步骤S1：初始位置检测时，轮流施加AB，AC，BC方向的短时脉冲电压，分别记录未导通相的反电动势采样变化，比较找出变化量最小的方向；
步骤S2： 其中的瞬时电流检测电路如附图2，若AB方向变化量最小，则通过对比AC和CA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区，达到峰值瞬时电流需要导通的时间t由施加电压U决定：t=k/U，其中k为系数；不同电机会有一定差异，以该方法所应用的1200瓦角磨机电机为例，在60V电压下需要导通的时间为300us。
步骤S3： 若AC方向变化量最小，则通过对比BC和CB导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S4：若BC方向变化量最小，则通过对比AB和BA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S5：检测到初始位置后，进入启动加速阶段，先利用电机霍尔传感器，记录电机启动加速过程中霍尔扇区换相时间的变化，拟合出加速曲线，如附图3和图4；
步骤S6：根据加速曲线通过升频升压对电机进行加速，换相时间通过定时器计时，当电机速度达到既定阈值可以检测到有效的反电动势后切换到速度电流双闭环模式运行。
进一步地，一般要求电机速度每分钟转过30个电周期，换算到rpm则为30/p，其中p为电机的极对数。
其中的电机霍尔传感器拟合出加速曲线，再根据加速曲线对电机进行加速，提高了电机换相的准确性和实时性，可实现平滑启动加速进而切换到闭环运行。
所述的脉冲注入定位采用瞬时电流变化和电压变化相结合进行比较的方式，提高定位的准确性。
所述的脉冲注入时间可随电压变化调节，保证不同电压下初始定位的准确性。
进一步地，所述的加速曲线拟合可以适应于不同型号电机作业使用，且可以提前仿真拟合，不影响运算的复杂度，降低了对芯片运算能力的要求。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，所述的启动方法利用电机霍尔传感器拟合出加速曲线，同时采用改进的脉冲注入定位法检测转子初始位置，确定初始扇区，实现静止启动，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：初始位置检测时，轮流施加AB，AC，BC方向的短时脉冲电压，分别记录未导通相的反电动势采样变化，比较找出变化量最小的方向；
步骤S2： 若AB方向变化量最小，则通过对比AC和CA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区，达到峰值瞬时电流需要导通的时间t由施加电压U决定：t=k/U，其中k为系数；
步骤S3： 若AC方向变化量最小，则通过对比BC和CB导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S4：若BC方向变化量最小，则通过对比AB和BA导通时的峰值瞬时电流来确定扇区；
步骤S5：检测到初始位置后，进入启动加速阶段，先利用电机霍尔传感器，记录电机启动加速过程中霍尔扇区换相时间的变化，拟合出加速曲线；
步骤S6：根据加速曲线通过升频升压对电机进行加速，换相时间通过定时器计时，当电机速度达到既定阈值可以检测到有效的反电动势后切换到速度电流双闭环模式运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，其特征在于：所述的脉冲注入定位采用瞬时电流变化和电压变化相结合进行比较的方式。
3.根据权利要求1所述的一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，其特征在于：所述的脉冲注入时间可随电压变化调节。
4.根据权利要求1所述的一种基于加速曲线拟合的无位置传感器BLDCM启动方法，其特征在于：所述的加速曲线拟合的方法可以适应于不同型号电机作业使用，且可以提前仿真拟合。
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