基于无刷直流电机的无位置传感器控制*

任志斌, 周运逸, 朱 杰, 刘荣昌

(江西理工大学 电气工程与自动化学院，江西 赣州 341000)

0 引 言

无刷直流电机以其转矩大、效率高、噪音小、调速范围宽和电磁污染小等优点，广泛应用于工业设备、家用电器以及电动车等领域[1～3]。通常采用位置传感器来检测无刷直流电机的转子位置，实现换相。受安装位置的准确性和外界湿度等不可控因素影响，电机位置传感器可靠性有可能降低，同时增加了电机的体积和成本[4]。因此，无刷直流电机无位置传感器控制方法成为近年来的研究热点之一，常采用的控制方法有反电动势法、磁链函数法、续流二极管法和电感法等[5～8]。本文着重分析无刷直流电机非导通相端电压与母线电压之间的关系得到反电动势过零点信息，省去了重构电机中性点的硬件电路，并且不需要滤波，避免了换相信号延迟，具有换相准确、计算量小、实时性好，启动

迅速等优点。

1 控制原理分析

1.1 无刷直流电机数学模型

图1所示为三相全桥式无刷直流电机的拓扑图，采用H_PWM-L_ON的二二导通三相六状态工作方式。为简化分析，假设电机绕组为星形接法，不考虑齿槽效应和磁路饱和，忽略磁滞、涡流、集肤效应和温度对参数的影响。

图1 无刷直流电机拓扑图

无刷直流电机的端电压表达式关系式

式中uA，uB，uC分别为电机的三相定子绕组各相电压，iA，iB，iC分别为电机的三相定子相电流；L=Ls-Lm(Ls定子相绕组自感，Lm定子相绕组互感)，eA,eB,eC为电机三相绕组反电动势；uN为电机中性点电压。……