无刷直流电机无位置传感器位置检测技术研究

曹 婷,张兰红,顾伟超

(1.江苏科技大学电子信息学院,江苏 镇江 212100;2.盐城工学院电气工程学院,江苏 盐城 224051;3.江苏友和动力机械有限公司,江苏 盐城 224000)

0 引言

永磁无刷直流电机具有工作效率高、使用寿命长、驱动控制简单等优点,在汽车、航空航天、工业控制等领域获得了广泛的应用[1-5]。无刷直流电机需通过检测转子位置来决定定子绕组的换相时刻。转子位置可用传感器或编码器等检测,也可通过无位置传感器位置检测技术获得。无位置传感器位置检测技术是指通过测量电气量,再经计算确定转子位置,计算出定子绕组的换相时刻。位置传感器的使用使得电机体积变大。受到外部扰动时,电机运行会产生较大的波动。这使得电机的应用发展受到限制[6]。因此,无位置传感器转子位置检测技术得到了广泛的重视和深入的研究。

无刷直流电机在不同运行状态下的转速不同,对无位置传感器位置检测要求也不同。为了满足不同转速下转子位置的检测要求,无位置传感器转子位置检测技术主要有基于电机反电动势的检测法和信号注入法两大类[7]。本文对目前常用无位置传感器位置检测技术的原理与优缺点进行总结与归纳,以便为无刷直流电机的发展和应用提供技术支撑。

1 无刷直流电机数学模型

无刷直流电机基本控制方法有两相导通和三相导通两种。电机以三相导通方式运行时,理论上会产生转矩脉动。但是若以两相导通方式运行,输入恒定功率后就能获得稳定的电磁转矩。……