基于高频信号注入法的BLDC无传感器运行驱动策略

１ 引言
高频信 号 注入 法 能够 在 全 速 度范 围 内对永
磁 无 刷 直 流 电 动 机 （ ｅｍａｅ ｔ ｇ ｅ ｂｕｈｅｓＤ ｐ ｒ ｎ ｎ ｍａｎｔ ｒｓｌ Ｃ ｓ
ｍ ｔ ，Ｂ Ｄ 的转 子 位 置进 行 无 传感 器 检测 ， 为 ｏｏ ｒ Ｌ Ｃ） 这
构建 宽调 速范 围 的 Ｂ Ｄ Ｌ Ｃ无传感 器控 制 系统奠 定 了
基 于 高频 信 号 注 入 法 的 Ｂ ＤＣ无传 感器 运 行 驱 动 策 略 Ｌ
钟黎 萍 ，徐 惠钢 ，王长 松 ，周 晓敏
（ ．常 熟理 工学 院 自动化 系，江 苏 常 熟 ２ ５ ０ ； ．北 京科技 大 学机械 工程 学院 ，北 京 １０ ８ ） １ １５０ ２ ０ ０ ３ 摘要 ：采用 Ｐ ＷＭ 技 术 注入 高频信 号 的情 况 下 ， 法依 靠 逆 变 器功 率 管 的逻 辑 切 换 来驱 动 Ｂ Ｄ 。 无 Ｌ Ｃ
电压 的功率 管切换 逻 辑 的 实现 方 法 ， 进行 了实 验 并
研 究 ， 验结 果证 明 了该 方法 的正确 性 。 试
篓
２ 功 率 管 的切 换 逻 辑 及 其 实现
ＢＤ Ｌ Ｃ一 般 通 过 二 二 导 通 的 三 相 桥 式 电路 来 驱
动 。在 此模 式 下 ， 动 电路 功 率 管 的切 换 逻 辑 为 ： 驱
运 行 。 实 验 结 果 证 明 了这 种 方 法 的 正 确 性 。
关 键 词 ：无 刷 直 流 电 动 机 ；高 频 信 号 注入 ；启 动 ；换 相
中图 分 类 号 ： Ｍ ５ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ０ —０ ６ ２ １ ） １ ０ ６ ０ ０ ３ ３ ７ （ ０ ０ Ｏ － １ ．４ ０
第 １期
钟 黎 萍 ， ： 于高 频信 号注 入法 的 Ｂ Ｄ 等 基 Ｌ Ｃ无 传 感器运 行 驱动策 略
１ ７
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导通管
图 ２ 电压 系数 读 取 示 意 图
Ｆｉ． Ｓ ｈ ｇ２ ｃ ｅｍｅ ｏ ｅ ｄ ｎ ｏｔ ｇ ｏ ｆｉ ｅ ｔ ｆｒ ａ ｉ ｇ ｖ ｌａ ｅ ｃ ｅ ｆ ｃｉｎ
ＶＴ１、 ６＿ ＶＴ ＋ＶＴ１、 ＶＴ２ ÷ＶＴ３、 ＿ ＶＴ２＿ ＋ＶＴ３、 ４＿ ＶＴ５、 ＶＴ ＋
Ｖ ４ Ｖ ５ Ｖ ６ Ｖ １ Ｖ ６ 反 转 时 与 此 相 反 ） 每 Ｔ 一 Ｔ 、 Ｔ 一 Ｔ 、Ｔ （ 。
个 功率 管导通 １ ０ 电 角度 ， 隔 ６ 。 角度 功 率 管 ２。 每 ０电
收 稿 日期 ：２ ０ －５ ０ ０ ９ —５ ０
基 金 项 目 ：江 苏 省 教 育 厅 高 校 科 技 成 果 产业 推进 工程 项 目基 金 资助 （Ｈ ０ — ） Ｊ Ｂ ６２ ５ 作 者 简 介 ：钟 黎 萍 （９ ０） 男 ， 南 籍 ，白族 ，副教 授 ，博 士 ， 要 研 究 方 向为 电 机 运 动 与 控 制 ； １７ 一 ， 湖 主 王 长 松 （９ ８） 男 ，山 东 籍 ， 授／ 导 ，主 要 研 究 方 向 为 光 机 电一 体化 。 １４ 一 ， 教 博
针 对 这 一 问题 ， 出 了一 种 新 的驱 动 方 法 ： 据 实 时 检 测 的 转 子 位 置 的 变 化 量 来 控 制 调 制 电压 的 波 提 根
形 ， 而控 制 逆 变器输 出的 主 电压 波 形 ， 之 符合 Ｂ Ｄ 从 使 Ｌ Ｃ正确 运行 的要 求 ， 实现 Ｂ Ｄ Ｌ Ｃ的无传 感 器
Ｐ ＷＭ方 式 下 ， 通 断 状 态 完 全 由 Ｐ 其 ＷＭ 波 形 控 制 ，
无 法通过 功率 管 的通 断 来 实 现切 换 逻 辑 。显 然 ， 这 时 传统 的驱 动策 略已不适 用 ， 必须 寻找新 的方法 。
本文 对上 述 问题 进 行 了探 讨 ， 出了基 于 调 制 提
基 础 。因为根 据 Ｂ Ｄ Ｌ Ｃ的工 作 原 理 ， 只需 对 转 子 位
置进 行监 视 ， 合适 的地方 发 出切换信 号 ， 逆变 器 在 让
功率 管按 照一 定 的逻 辑关 系进 行 相应 的切 换 ， 能 就
给 ＢＤ Ｌ Ｃ提供 稳定 的转 矩 ， 之 持 续 运 转 。但 由于 使 高频 信号 注入 法检 测 的 是转 子 相 对 位置 ， 像 传 统 不 方 法那样 有一 个 明确 的 切换 点 ， 且 功 率管 工 作 在 而
第２ ９卷 第 １ 期
２１ ０ ０年 １ 月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＥｌｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｖ ｎ ｅ ｃ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ ａ ｄ Ｅｎｅ ｇ ｒｙ
Ｖｏ ． ９，Ｎｏ １ １２ ．
Ｊｎ ０ ０ ａ ．２ １
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图 １ 相 电 压 波 形
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表 １ 电 压 系 数 与 功 率 管 切 换 逻 辑 的 对 应 关 系
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图 ３ 转子 初 始 位 置 的定 位
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