專利名稱：：基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于電動(dòng)機(jī)的控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是涉及一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的起動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
：無(wú)刷直流電機(jī)的運(yùn)行需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子實(shí)際位置來(lái)實(shí)現(xiàn)繞組的換相，因而一般需要轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置。一種比較先進(jìn)的技術(shù)是使用無(wú)位置傳感器控制技術(shù)，省去位置檢測(cè)裝置，從而使得系統(tǒng)成本更低，可靠性更高。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研究出多種無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置傳感器控制方法。但是，由于電機(jī)在零速或低速時(shí)反電勢(shì)很小，無(wú)法檢測(cè)，因此所有基于反電勢(shì)或者其諧波的無(wú)位置傳感器控制技術(shù)在靜止或低速時(shí)都不適用，而需要特殊的起動(dòng)方法。無(wú)刷直流電機(jī)在無(wú)位置傳感器控制時(shí)的起動(dòng)過程仍然是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。對(duì)于永磁無(wú)刷直流電機(jī)，三段式起動(dòng)是一種最常用的起動(dòng)方法，在各類無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，包括風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)等。如圖1所示，其具體實(shí)現(xiàn)步驟如下(1)轉(zhuǎn)子預(yù)定位向電機(jī)繞組通一直流電，使轉(zhuǎn)子定位在某個(gè)角度。(2)開環(huán)加速按照預(yù)定相序依次導(dǎo)通定子繞組，逐步提高換流頻率，同時(shí)也逐步提高外施平均電壓，故又稱為升頻升壓起動(dòng)。電壓初值、升壓曲線、升頻曲線斜率等起動(dòng)參數(shù)受電機(jī)參數(shù)、負(fù)載大小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量及摩擦系數(shù)等影響，需要在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試確定。(3)切換到閉環(huán)運(yùn)行當(dāng)換流頻率大于預(yù)定值，即已有足夠高的轉(zhuǎn)速獲反電勢(shì)信號(hào)時(shí)，可將電機(jī)切換至閉環(huán)運(yùn)行，起動(dòng)過程結(jié)束。由于電機(jī)在開環(huán)加速過程中完全不考慮轉(zhuǎn)子實(shí)際位置，因此采用傳統(tǒng)三段式法起動(dòng)時(shí)存在電流、轉(zhuǎn)速脈動(dòng)，峰值電流較大等問題，且出現(xiàn)過載或擾動(dòng)時(shí)電機(jī)容易失步，導(dǎo)致起動(dòng)失敗。基于以上原因，公開號(hào)為CN100388617C的專利文獻(xiàn)公開了一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制方法首先，使轉(zhuǎn)子強(qiáng)制性地排列；其次，在無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的同步加速中規(guī)定的相位換向時(shí)刻進(jìn)行相電流的相位換向；然后，檢測(cè)出提供給所述無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的所述相電流的大小超過預(yù)先設(shè)定的值的相電流施加時(shí)刻；再根據(jù)從所述相位換向時(shí)刻起、至所述相電流施加時(shí)刻為止的時(shí)間，檢測(cè)出給轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)的定子繞組的施加電壓的時(shí)刻是超前還是延遲，并通過調(diào)整所述電壓施加時(shí)刻，防止給無(wú)刷電動(dòng)機(jī)提供的相電流變得過大。該技術(shù)方案是基于電流反饋的控制方法，雖然也從一定程度上解決了無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的初始啟動(dòng)階段存在的過電流等問題，但是，需要增加額外的定時(shí)器，并且算法比較復(fù)雜，對(duì)硬件要求較高，不利于實(shí)際推廣實(shí)施。為此，發(fā)明人對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的起動(dòng)狀況進(jìn)行了深入分析和實(shí)驗(yàn)，以獲得另外一種起動(dòng)方法。圖2、圖3是無(wú)刷直流電機(jī)在三相六拍運(yùn)行時(shí)的定轉(zhuǎn)子磁勢(shì)示意圖，定子在6種導(dǎo)通狀況下可產(chǎn)生Fa—Fs6共6個(gè)方向的磁勢(shì)，F(xiàn)s為定子磁勢(shì)，正處于Fs3方向，F(xiàn)r為轉(zhuǎn)子磁勢(shì)(平均位置)。根據(jù)瞬時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩公式其中，0為瞬時(shí)轉(zhuǎn)子磁勢(shì)落后于定子磁勢(shì)的電角度。由于無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)際運(yùn)行范圍為土30。，假設(shè)5為轉(zhuǎn)子相位超前理想狀況的平均相位角。則平均電磁轉(zhuǎn)矩大小為令7^^二i^尸r，即任意時(shí)刻瞬時(shí)0都為9O。時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩，因此平均轉(zhuǎn)矩』7fe和5的關(guān)系如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可知，在定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)大小不變的條件下，轉(zhuǎn)子位置超前角5在±30°以內(nèi)平均轉(zhuǎn)矩下降并不十分明顯(小于20%)，而5=±60°時(shí)則平均轉(zhuǎn)矩大大下降(大于50%)。1)當(dāng)5<0(圖2)，即轉(zhuǎn)子位置滯后，電流相位超前，電機(jī)若受到負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)，電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的下降將引起5的減小，7fe亦隨之減小。由表1可看出，隨著5的持續(xù)減小，7fe將迅速下降，這將直接導(dǎo)致失步；2)當(dāng)5〉0(圖3)，即轉(zhuǎn)子位置超前，電流相位滯后，同樣受到負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)，電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速下降，5繼續(xù)減小，但此時(shí)R隨著5的減小而增大，形成負(fù)反饋系統(tǒng)。這時(shí)就能夠重新建立轉(zhuǎn)矩的平衡，使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。所以，電機(jī)在開環(huán)起動(dòng)過程中應(yīng)該始終保證5>0，才能使電機(jī)開環(huán)運(yùn)行穩(wěn)定，當(dāng)然，起動(dòng)時(shí)電機(jī)的效率會(huì)略有下降。圖4為電機(jī)在傳統(tǒng)三段式起動(dòng)時(shí)的失步過程，假設(shè)相電流切換頻率不變，而轉(zhuǎn)速由于負(fù)載擾動(dòng)原因下降，其中Eb、Ib分別為B相的反電勢(shì)和電流波形，Te為電機(jī)的瞬時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的下降，電機(jī)由轉(zhuǎn)子位置超前狀態(tài)(5=75°)逐步到轉(zhuǎn)子位置滯后狀態(tài)(8<0)直至失步。由此可以看出，S偏離O。越多(無(wú)論正負(fù))，平均電磁轉(zhuǎn)矩越小，且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)越大，這與表l的結(jié)論一致。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，使電機(jī)在開環(huán)起動(dòng)過程中始終保證5>0，電機(jī)開環(huán)運(yùn)行穩(wěn)定，避免傳統(tǒng)三段式法起動(dòng)時(shí)存在的電流、轉(zhuǎn)速脈動(dòng)，峰值電流較大、出現(xiàn)過載或擾動(dòng)時(shí)電機(jī)容易失步導(dǎo)致起動(dòng)失敗等問題。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，包括轉(zhuǎn)子預(yù)定位；轉(zhuǎn)向換流；根據(jù)升壓曲線計(jì)算給定電壓值，并以PWM形式輸出；檢測(cè)到相電流值I超過預(yù)定值lH時(shí)，執(zhí)行轉(zhuǎn)向換流，同時(shí)根據(jù)升壓曲線計(jì)算出下一步的給定電壓值，以此循環(huán)；當(dāng)換流頻率大于預(yù)定值，即已有足夠高的轉(zhuǎn)速獲得反電勢(shì)信號(hào)時(shí)，將電機(jī)切換至閉環(huán)運(yùn)行。作為優(yōu)選，上述預(yù)定值IH為5^時(shí)的相電流值的110%150%，其中，5為電機(jī)轉(zhuǎn)子相位超前理想狀況的平均相位角。作為優(yōu)選，30°《5《60°。上述升壓曲線通過IH和5確定。本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，基于對(duì)起動(dòng)電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，和傳統(tǒng)的三段式起動(dòng)方法相比能夠獲得更好的起動(dòng)性能，能在整個(gè)加速過程保證5的穩(wěn)定和可控，使得起動(dòng)電流更穩(wěn)定，加速過程更平穩(wěn)，當(dāng)遇到負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速和5以獲得較大的電磁轉(zhuǎn)矩而不失步，避免了傳統(tǒng)三段式法起動(dòng)時(shí)存在的電流、轉(zhuǎn)速脈動(dòng)，峰值電流較大、出現(xiàn)過載或擾動(dòng)時(shí)電機(jī)容易失步導(dǎo)致起動(dòng)失敗等問題。并且，不需要增加額外的硬件或者定時(shí)器，因而更簡(jiǎn)單，可靠。圖1是傳統(tǒng)的三段式法起動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。圖2是無(wú)刷直流電機(jī)定/轉(zhuǎn)子磁勢(shì)圖(轉(zhuǎn)子位置滯后理想狀況)。圖3是無(wú)刷直流電機(jī)定/轉(zhuǎn)子磁勢(shì)圖(轉(zhuǎn)子位置超前理想狀況)。圖4是傳統(tǒng)三段式起動(dòng)方法的失步過程(仿真)圖。圖5是本發(fā)明的原理圖。圖6是不同5值下峰值電流力^值的計(jì)算方法示意圖。圖7是不同Ih和5下的起動(dòng)的電壓一轉(zhuǎn)速曲線圖。圖8是兩種起動(dòng)方法的起動(dòng)性能比較示意圖(傳統(tǒng)三段式起動(dòng)方法)。圖9是兩種起動(dòng)方法的起動(dòng)性能比較示意圖(本發(fā)明)。圖IO是兩種起動(dòng)方法的起動(dòng)性能比較示意圖(實(shí)際轉(zhuǎn)速)。圖11是兩種起動(dòng)方法的起動(dòng)性能比較示意圖(轉(zhuǎn)子位置超前角5)。圖12是兩種起動(dòng)方法的起動(dòng)性能比較示意圖(電流峰值)。圖13是本發(fā)明起動(dòng)時(shí)突加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)的電流波形圖。圖14是本發(fā)明正常起動(dòng)和突加負(fù)載擾動(dòng)的比較示意圖(實(shí)際轉(zhuǎn)速)。圖15是本發(fā)明正常起動(dòng)和突加負(fù)載擾動(dòng)的比較示意圖(轉(zhuǎn)子位置超前角5)。圖16是本發(fā)明正常起動(dòng)和突加負(fù)載擾動(dòng)的比較示意圖(電流峰值)。圖17是本發(fā)明中l(wèi)H設(shè)為2A和4A時(shí)5值的變化示意圖。圖18是本發(fā)明的控制流程圖。圖19是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)電路圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做一個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明。對(duì)圖4電機(jī)失步過程的研究表明，在同樣的給定電壓、同樣電機(jī)轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子位置超前角5對(duì)電流大小有很大的影響。在5=0時(shí)電流峰值最小，電流穩(wěn)定，類似閉環(huán)工作時(shí)的電流波形；當(dāng)S〉0，電流峰值隨著S的增大而增大;當(dāng)5<0,電流峰值隨著一5的增大也增大?；谶@個(gè)現(xiàn)象，本發(fā)明提出一種新的基于電流反饋的優(yōu)化起動(dòng)方法。由于要在幵環(huán)起動(dòng)中保證S>0，因此可以在電機(jī)開環(huán)起動(dòng)過程中確保每個(gè)換流周期的電流峰值都大于6=0時(shí)的電流峰值，這樣就可以避免出現(xiàn)5=0或S<0的情況，也就不會(huì)失步。在轉(zhuǎn)子位置超前時(shí)，5〉0，電機(jī)若受到負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的下降將引起5的減小，但此時(shí)電機(jī)力矩隨著5的減小而增大，從而重新建立新的轉(zhuǎn)矩平衡，使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速的升高將引起5的增大，電機(jī)力矩隨著5的增大而減小，因而也可以重新建立新的轉(zhuǎn)矩平衡，使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。這種基于電流反饋的優(yōu)化起動(dòng)方法原理如圖5所示，起動(dòng)過程中的換流點(diǎn)(即圖1中的切換頻率一時(shí)間曲線)并不是預(yù)先設(shè)定，而是當(dāng)檢測(cè)到即時(shí)電流I》lH時(shí)，再執(zhí)行換流。IH電流必須大于5二0理想狀態(tài)下的電流，其實(shí)際大小可以根據(jù)起動(dòng)時(shí)的負(fù)載大小調(diào)整。S的超前和滯后都會(huì)引起I〉Ih，如果運(yùn)行時(shí)保證S〉0，由于外界原因引起S從超前到滯后有一段過程，即S先減小到S=0，再到S<0。由于從S>0到S=0其實(shí)是一個(gè)電磁轉(zhuǎn)矩加大的過程，這個(gè)過程大大提高了系統(tǒng)的抗過載和負(fù)載擾動(dòng)的能力，只要電流足夠大，就可以保證起動(dòng)。為了使電機(jī)在開環(huán)加速一幵始就保證轉(zhuǎn)子位置超前，'可在電機(jī)幵始的幾個(gè)換流周期人為將電壓提高，即加大電流，保證電機(jī)力矩大于負(fù)載力矩，從而保證電機(jī)剛起動(dòng)時(shí)就滿足轉(zhuǎn)子相位角超前即s〉o的條件，同時(shí)避免進(jìn)入s<o的不穩(wěn)定區(qū)。由于電機(jī)開環(huán)運(yùn)行的穩(wěn)定性取決于5在起動(dòng)過程中的變化，而Ih植的大小將影響相位角5。因此有必要對(duì)lH和5的關(guān)系進(jìn)行分析，來(lái)驗(yàn)證這種起動(dòng)方法的可行性，并推導(dǎo)出起動(dòng)時(shí)的升壓曲線。假設(shè)電機(jī)極對(duì)數(shù)為戶，轉(zhuǎn)速為n(^m)，繞組電感為丄，電阻為i，電機(jī)的反電勢(shì)為理想120。平頂梯形波反電勢(shì)，反電勢(shì)常數(shù)為Ke(r/;pm)，轉(zhuǎn)子位置超前角為5(°)，t/為外施電壓。圖5為A相電流4、反電勢(shì)&波形，將理想換流點(diǎn)設(shè)為？=0時(shí)刻，并建立坐標(biāo)。此時(shí)A、C兩相導(dǎo)通，B相關(guān)斷，那么電機(jī)滿足方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(5—2)此時(shí)=^=0,/7。一且&為常數(shù)，五。為直線下降(見圖6)，所以-五c——,五。=X"e"—/V5,5—1式減去5—2式得<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>得到/。關(guān)于^的微分方程:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>解常微分方程得:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式中Ce—⑤'為微分方程通解，C為任意常數(shù)；由于在低速時(shí)，電流能夠達(dá)到穩(wěn)定值/。(如圖6中所標(biāo))，艮IU二O時(shí)的電流初值滿足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>實(shí)際換流時(shí)刻！(圖6中計(jì)算點(diǎn))，因此當(dāng)電流波形滯后5角時(shí)，峰值電流:6Pm<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式5—3中除電機(jī)常數(shù)&、i、丄、尸之外，/p^的大小還與5、轉(zhuǎn)速w、外施電壓"相關(guān)，其中^/決定5=0時(shí)(即理想情況)峰值電流/c的大小，而5、《決定/p^在^基礎(chǔ)上電流增量。若/^。4=///、5為確定值(目標(biāo))，那么5—3式可化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>式5—4就是本發(fā)明起動(dòng)時(shí)應(yīng)采用的電壓一轉(zhuǎn)速函數(shù)，這樣可得到不同Ih和5下的電機(jī)起動(dòng)的電壓一轉(zhuǎn)速曲線(見圖7)，lH決定升壓曲線初值，而5決定斜率。適當(dāng)選擇lH和升壓曲線就能在起動(dòng)中一直保證5的穩(wěn)定和可控。(電機(jī)參數(shù)為Z5=3;/=0.2"，'&=3.6xf7/pm,-丄=0jx/圖19為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)電路圖，包括三相逆變橋電路l，電機(jī)2，反電勢(shì)檢測(cè)電路3和功率管VT1VT6的驅(qū)動(dòng)電路(圖上未視出)，功率管VT1VT6的控制極G1G6和反電勢(shì)檢測(cè)電路3的WAVE輸出端分別與上述驅(qū)動(dòng)電路連接。起動(dòng)時(shí)的電流檢測(cè)是通過在母線上串聯(lián)采樣電阻4實(shí)現(xiàn)，采樣電流值I在每個(gè)PWM脈沖下降沿時(shí)與設(shè)定lH值進(jìn)行比較。圖18為本發(fā)明的控制流程圖，步驟如下(1)轉(zhuǎn)子預(yù)定位向電機(jī)繞組通一直流電，使轉(zhuǎn)子定位在某個(gè)角度。(2)轉(zhuǎn)向換流按照預(yù)定的轉(zhuǎn)向和相序決定初次導(dǎo)通相序；(3)計(jì)算施加電壓值根據(jù)升壓曲線計(jì)算給定電壓值，并以PWM形式輸出。(4)當(dāng)檢測(cè)到采樣電阻4上的采樣電流值(相電流I)超過預(yù)定值時(shí)，即滿足1〉Ih吋，執(zhí)行換流，同時(shí)根據(jù)升壓曲線計(jì)算出下一步的給定電壓值，以此循環(huán)；(5)當(dāng)換流頻率大于預(yù)定值，即已有足夠高的轉(zhuǎn)速獲得反電勢(shì)信號(hào)時(shí)，將電機(jī)切換至閉環(huán)運(yùn)行。與傳統(tǒng)三段式起動(dòng)方法相比，本發(fā)明起動(dòng)過程中的換流點(diǎn)并不是預(yù)先設(shè)定(傳統(tǒng)三段式起動(dòng)方法通過升頻曲線預(yù)先設(shè)定了換流點(diǎn))，而是通過檢測(cè)相電流I，當(dāng)1^Ih吋，就執(zhí)行換流。通過這種方式來(lái)保證啟動(dòng)過程中5>0，同時(shí)也使得啟動(dòng)過程中的電流峰值相對(duì)穩(wěn)定。本發(fā)明中，5值的變化對(duì)起動(dòng)性能和穩(wěn)定性有很大影響。若5大于60。，由于無(wú)刷直流電機(jī)工作在5±30°范圍，因此可能會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)力矩，引起系統(tǒng)不穩(wěn)定和較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；若6小于0，出現(xiàn)過載或擾動(dòng)時(shí)，5的下降將導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩的下降，這是不穩(wěn)定的工作區(qū)域，易失步。同時(shí)，考慮到系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)5角的自動(dòng)調(diào)整空間，需留一定裕量，5不宜小于30°。所以，在滿足30°《5《60°時(shí)電機(jī)的起動(dòng)性能最佳。本發(fā)明中，lH和升壓曲線可根據(jù)如下方式確定在理想狀況，令5=0代入式5—3可得到換流點(diǎn)電流的值(o)=^—;由于起動(dòng)階段轉(zhuǎn)速較低，上式中的第二項(xiàng)近似估計(jì)時(shí)可以忽略，于是可以根據(jù)起動(dòng)結(jié)束時(shí)的電壓值，估計(jì)出5=0時(shí)的電流值/(0)，這樣只要給定的&>/(0)就能保證在整個(gè)起動(dòng)過程中換相的瞬間5〉0;實(shí)際調(diào)試時(shí)，可以根據(jù)具體負(fù)載情況選擇^的大小，一般超出/(0)的10%50%是合適的。^選定后，根據(jù)式5—4可以看出t/、"、5三者的關(guān)系。顯然，^決定了電壓t/的初值，即升壓曲線的初值；而式5—4中w的二次項(xiàng)對(duì)t/的影響相對(duì)"的一次項(xiàng)要小的多，因此可以看到電壓曲線上升的斜率主要是由5決定，反過來(lái)也就是說(shuō)，只要保證啟動(dòng)過程中t/的升高相對(duì)"保持一定的比率，就能夠保持5平均值維持在一個(gè)相對(duì)恒定的范圍而在啟動(dòng)過程中，因此只要規(guī)定一個(gè)期望的5值，升壓曲線就能夠相應(yīng)確定。并且只要不失步，其轉(zhuǎn)速w就可以通過換流頻率計(jì)算得出，從而根據(jù)升壓曲線可以計(jì)算出給定電壓值。圖8、圖9分別是采用傳統(tǒng)三段式起動(dòng)方法和本發(fā)明的起動(dòng)方法的電流波形以及對(duì)應(yīng)位置信號(hào)。電機(jī)均帶風(fēng)機(jī)負(fù)載起動(dòng)，且兩者采用相同的電壓一時(shí)間曲線，IH給定為4A(實(shí)際上，現(xiàn)有技術(shù)中的三段式起動(dòng)方法是以5=0和/(0)確定的升壓曲線，而本發(fā)明的起動(dòng)法是以5〉0和&確定的升壓曲線，無(wú)論是初值還是斜率后者會(huì)高于前者7'而實(shí)驗(yàn)時(shí)則統(tǒng)一采用本發(fā)明的升壓曲線)。圖中可以看出，采用傳統(tǒng)的三段式起動(dòng)方法時(shí)電流波動(dòng)很大。仔細(xì)比較起動(dòng)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速、超前角5和電流峰值(如圖IO—圖12所示)，可以看出，本發(fā)明的起動(dòng)方法相比較在加速過程中轉(zhuǎn)速脈動(dòng)小，加速平穩(wěn)(圖IO)，5值更為穩(wěn)定(圖ll)，電流波動(dòng)小(圖12)，且峰值始終保持在1左右。從圖ll還可看出，傳統(tǒng)的三段式起動(dòng)方法起動(dòng)過程中5波動(dòng)極大，在某些時(shí)刻甚至超過了90°，這將產(chǎn)生瞬時(shí)負(fù)力矩，這些特點(diǎn)決定了其起動(dòng)的不穩(wěn)定性。在起動(dòng)過程中，如何克服負(fù)載擾動(dòng)而正常起動(dòng)是起動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵之一。起動(dòng)時(shí)突加負(fù)載擾動(dòng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析如圖13—圖16所示。從圖中可以看出，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，本發(fā)明的起動(dòng)方法能夠自動(dòng)調(diào)整5角以獲得較大的電磁轉(zhuǎn)矩而保證不失步，而且峰值電流也基本不受負(fù)載擾動(dòng)的影響。根據(jù)圖7的結(jié)果和上述分析，調(diào)節(jié)lH或升壓曲線能夠控制起動(dòng)過程中5角的大小，圖17將IH=2A時(shí)起動(dòng)過程中5的變化和IH=4A時(shí)作了比較。權(quán)利要求1、一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子預(yù)定位；轉(zhuǎn)向換流；根據(jù)升壓曲線計(jì)算給定電壓值，并以PWM形式輸出；檢測(cè)到相電流值I超過預(yù)定值IH時(shí)，執(zhí)行轉(zhuǎn)向換流，同時(shí)根據(jù)升壓曲線計(jì)算出下一步的給定電壓值，以此循環(huán)；當(dāng)換流頻率大于預(yù)定值，即已有足夠高的轉(zhuǎn)速獲得反電勢(shì)信號(hào)時(shí)，將電機(jī)切換至閉環(huán)運(yùn)行。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，其特征在于，所述預(yù)定值lH為5二0時(shí)的相電流值的110%150%，其中，5為電機(jī)轉(zhuǎn)子相位超前理想狀況的平均相位角。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，其特征在于，30°《5《60°。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，其特征在于，所述升壓曲線通過IH和5確定。全文摘要本發(fā)明公開了一種基于電流反饋的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)起動(dòng)方法，包括轉(zhuǎn)子預(yù)定位；轉(zhuǎn)向換流；根據(jù)升壓曲線計(jì)算給定電壓值，并以PWM形式輸出；檢測(cè)到相電流值I超過預(yù)定值I_H時(shí)，執(zhí)行轉(zhuǎn)向換流，同時(shí)根據(jù)升壓曲線計(jì)算出下一步的給定電壓值，以此循環(huán)；當(dāng)換流頻率大于預(yù)定值，即已有足夠高的轉(zhuǎn)速獲得反電勢(shì)信號(hào)時(shí)，將電機(jī)切換至閉環(huán)運(yùn)行。本技術(shù)方案基于對(duì)起動(dòng)電流的實(shí)時(shí)檢測(cè)，和傳統(tǒng)的三段式起動(dòng)方法相比能夠獲得更好的起動(dòng)性能，能在整個(gè)加速過程保證δ的穩(wěn)定和可控，使得起動(dòng)電流更穩(wěn)定，加速過程更平穩(wěn)，當(dāng)遇到負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，能夠自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速和δ以獲得較大的電磁轉(zhuǎn)矩而不失步，并且，不需要增加額外的硬件或定時(shí)器，因而更簡(jiǎn)單，可靠。文檔編號(hào)H02P6/20GK101478281SQ200910095570公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月22日優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日發(fā)明者瑾?jiǎng)?陳陽(yáng)生申請(qǐng)人:邱少杰;陳陽(yáng)生