无刷直流电机无位置传感器控制的研究(14)

浙江大学硕士学位论文

ｉｉｉ．切换：当加速到足够高的转速时，可将电机切换至无传感器自同步运行，但是，切换必须满足一定的条件，否则切换过程中电机运行不平稳，甚至转速急剧下降、反电势信号太下或夹杂太多干扰而无法检测、最终切换失败。因此文献［２１Ｊ通过理论分析得出一个安全的切换方法，即先调节定转子磁势间的夹角６接近于１２００，再切换。

然而，对于加速这个过程，国内外研究人员还有别的衍生方法，其中一种方法是，在将电机预定位在某一个确定位置之后，按照给定的转向，依次改变逆变器功率器件的触发组合状态，与此同时用前述“端电压法”检测反电势过零信号，并通过提高Ｐ删占空比逐渐提高电机的外施电压以及减小各触发组合状态的持续时间ｒ，当Ｐ删占空比达到某一值后，使外施电压和持续时问丁均保持不变。由无刷直流电机运行原理可知，换流时刻固定在吖２处，并在换流时刻检测非导通相的反电势过零信号，到ｒ／２后再换流，这样依次进行。为防止干扰等引起的反电势信号的误检测，所以要连续Ｎ次检测到非导通相的反电势过零信号，才发出切换信号，令电机切换至无刷直流电机运行状态，实现电机的顺利起动。由此可见，预定位起动法具有起动可靠，实现简单、方便，对于任意转子初始位置都能可靠实现预定位，保证电机从零速度起动并快速切换到无传感器闭环方式运行等优点。但是，在加速过程中，ＰｗＭ占空比、外施电压以及各触发组合状态的持续时间，的选择随电机参数、负载变化而变化，并且对切换时间要求较严，当电机惯量不同或带一定负载起动时，切换时间需要调整，否则可能造成起动失败；另一种方法是通过硬件电路来实现，该方法亦称为升频升压同步起动法，其硬件电路框图如图卜１所示。电路通以电流后，加在电容ｃ上的电压ｕｃ便缓慢上升，ｕｃ加在压控振荡器输入端，压控振荡器的输出经分频后作为时钟信号加到环形分配器上，环形分配器的输出信号转换成换相信号加在功率放大电路上，控制绕组的导通。同时，Ｌｉｅ加到Ｐ咖电路的输入端作为调制信号，使ＰＷＭ信号占空比随Ｕｃ变化，控制绕组导通的脉冲宽度，也即为控制加在绕组上的电压。这样，随着ｕｃ的上升，加在绕组上的电压与频率也逐渐上升，以升频升压方式驱动电机运行。另外，将Ｕｃ与设定的阈值进行比较，当Ｕｃ达到一定数值后，即电机转速达到一定数值后，经逻辑电路将电机切换到无刷电机运行状态，完成起动过程。该起动方法对切换时间没有严格要求，在一定升频速度范围内可在空载、半载以及带一定负载惯量情况下可靠起动，无反转现象：起动过程中电流较大，切换

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