68|电子制作2023年3月信息工程0引言近年来，无刷直流电机以其效率利用率高，环保性好，调速性能优异等，得到了越来越广泛的应用。无刷直流电动机的换相是电子控制的，其主要核心是其安装的位置传感器，根据位置传感器的准确性和使用寿命，外界环境等客观因素的影响会导致电机的成本和性能的波动。故其无位置传感器逐渐成为热点的研究话题之一。本文着重于无刷电机过反电动势零点问题和衍生出的换相启动问题进行分析，优化无位置传感器控制方法，简化剔除了滤波，模拟/数字转换器采样端电压等操作，以达到换相精准，稳定性好，简单迅速等目标。1原理分析■1.1无刷直流电机原理无刷直流电动机的控制框图如图1所示，由霍尔位置传感器信号，功率开关单元信号和控制单元组成。功率开关单元将电源的功率以一定逻辑关系分配给无刷直流电机的定子各相绕组，使电动机产生持续不断地转矩，而功率开关单元的导通和其导通时间控制由霍尔传感器的信号来决定。此处将无刷直流电动机假设为星型接法，采用的是两两导通工作方式，每只开关管导通120°电角度，每隔60°电角度就有一个开关管关断，定一个开关管导通，即工作过程中一定有一个桥臂上的两个开关管灯关断，另外两个桥臂的上下桥臂只有一个开关管导通，同时不考虑集肤，磁滞效应等影响。其控制框图如图1所示。由相电压，相电流，反电动势和各绕组的自感互感关系，可以从无刷电机关断一相的端电压波来获取反电动势过零点等信息。根据文献[2]和图1可知各相端电压表达式：aabbcciiiaanbbnccndiURLeUdtdiURLeUdtdiURLeUdt■=+++|||=+++■||=+++|■式(1)其中aU、bU、cU为电机的三相定子绕组的各端电压；smLLL=−(sL为电机定子绕组自感，mL为电机定子绕组互感)；ia、ib、ic分别为电机的三相定子相电流；ea、eb、ec为电机三相绕组反电动势；nU为电机实际的中性点电位。■1.2反电动势过零分析系统运行时，假设B相上桥臂导通，C相下桥臂导通，A相处于断开状态。则有BC相通电，由(1)式可知此时的ABC三相端电压关系变化为式(2)：abbcciianbbnccnUeUdiURLeUdtdiURLeUdt■=+|||=+++■||=+++|■式(2)此时为BC通电，就两者反电动势和电流之间的关系：bcee=−式(3)iibc=−式(4)综上(1)、(2)、(3)、(4)可得：1()2nbcUUU=+式(5)其实此时B相上桥臂在PWMON时，图1的VT3和VT2导通使bU和dU相同(dU为端电压幅值)，而cU为0，则也会有：11()22nbcdUUUU=+=式(6)此时把式(5)代入式(2)中有：无刷直流电机无位置传感器的优化控制方法钟海...
