無(wú)位置傳感器的直流無(wú)刷電機控制系統設計與實(shí)現

　　2.4電機的啟動(dòng)方案

　　由于直流無(wú)刷電機在靜止及低速運行時(shí)難以正確檢測反電勢信號，因此必須解決電機在靜止狀態(tài)下啟動(dòng)的問(wèn)題。以往曾有多種啟動(dòng)方法，但有的要增加復雜的啟動(dòng)電路，有的則要與電機特性聯(lián)系密切，，實(shí)現起來(lái)難度較大、且可靠性較低。

　　本系統采用三段式的方法單純利用軟件來(lái)實(shí)現電機啟動(dòng)，將電機的啟動(dòng)過(guò)程分為預定位、強制運行與同步切換三個(gè)階段。在電機靜止時(shí)，轉子的初始位置未知，需要給設定的兩相電樞繞組通以短暫的電流，使轉子磁極穩定在這兩相繞組合成磁場(chǎng)的軸線(xiàn)上，以此作為轉子磁極初始位置(即預定位)。然后按定、轉子磁極間正確的空間相位關(guān)系使相應的功率器件導通，并以固定的時(shí)間進(jìn)行模式切換，在這段時(shí)間內反電勢幅值較小，不宜進(jìn)行過(guò)零檢測。

　　3實(shí)驗結果

　　將前述控制方案應用在直流變頻空調壓縮機系統上進(jìn)行實(shí)驗驗證，電機極對數為2，PWM載波頻率設為5kHz，最大輸出功率為2kW，調速范圍為15～～110Hz.實(shí)驗證明，該系統啟動(dòng)平穩，調速控制系統實(shí)時(shí)性好，具有良好的控制性能。圖5是無(wú)刷直流電機三相電壓的波形，圖6是無(wú)刷直流電機三相電流的波形，從波形圖中可以看出，輸出波形具有較高的質(zhì)量，從而表明該系統采用的控制策略和算法的可行性和和實(shí)用性。

　　圖5三相電壓波形

　　圖6三相電流波形

　　4結語(yǔ)

　　直流無(wú)刷電機具有效率高、功率密度大、功率因數高、體積小、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，其應用范圍非常廣泛。直流無(wú)刷電機的控制技術(shù)正在從傳統的有位置傳感器的閉環(huán)PID控制過(guò)渡到無(wú)位置傳感器的智能控制，其調速范圍、轉矩脈動(dòng)、系統魯棒性等性能都在不斷提高。

　　在充分利用了TMS320LF240x的強大實(shí)時(shí)計算能力和片內豐富的集成器件的基礎上，設計了基于DSP的無(wú)位置傳感器直流無(wú)刷電機的控制方案，并給出了控制系統的軟、硬件結構。該控制系統具有良好的控制性能和調速性能，可以獲得較好的動(dòng)態(tài)特性和較高的穩態(tài)精度，運行效率高，抗干擾能力強，具有較高的實(shí)際應用價(jià)值。