无刷直流电动机无传感器换相误差自校正方法

金 浩，殷 英，苗 欣，李言民，梁建英

(中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111)

0 引 言

无刷直流电动机(以下简称BLDCM)具有速度控制精度高、安全、高效等特点，是驱动磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的理想选择[1]。

无刷直流电动机通过位置传感器检测转子位置进行换相，然而位置传感器的安装精度对电动机的运行性能有较大的影响，增加了系统复杂程度[2，3]。

无刷直流电动机无位置传感器技术可以避免上述缺点，无刷直流电动机无位置传感器换相方法分为位置检测法、位置估算法。其中位置检测法包含反电动势过零点法[4]、反电动势三次谐波检测法[5]等。反电动势过零点方法简单,易于实现，目前应用广泛，但过零点信息受到诸多因素影响(硬件延时、软件延时)，容易引起换相失准[6]。文献[7]采用反电动势积分法，换相精度得到提高，但是这种方法受制于系统采样频率，容易受到PWM信号和二极管反向续流等因素干扰，造成换相误差累积。文献[8]中，杨影对假中性点采样积分在中低速下取得了良好的控制效果，同样信号积分精度受到的影响较多。电感检测法[9]利用有效电感与转子位置的关系来确定换相时间，对于小电感电机而言，检测信号微弱，可行性较低。转子位置估计法又分为滑模观测器法[10]、神经网络法[11]、扩展卡尔曼滤波法[12]等。对于滑模观测器法，在控制到达稳态时会存在固有的抖振现象[13]。文献[14]利用饱和函数代替开关函数，较好地减弱了滑模控制存在的抖振问题。……