一种汽车燃油泵用无刷直流电动机换相信号检测方法直流无刷减速电机制造商|自动门电机销售|减速交流电机批发采购|步进电机报价|永磁直流减速电机选购要点

来源:本站   发布时间:2015/6/16 14:21:38   点击量:  

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     目前汽车燃油泵用无刷直流电动机收到越来越多的关注,提出了检测其换相信号的方法。提出的结构由一阶低通隔直滤波器、迟滞比较器和过零比较器三部分组成。迟滞比较器用来补偿一阶低通隔直滤波器产生的滞后相移,详细分析了每一部分的工作原理,给出了相移补偿时低通滤波器截止频率、迟滞比较器增益与门限宽度参数的设计规则。提出的方法结构简单,无需构建虚拟中性点,无需利用软件进行相移补偿。仿真和实验结果表明,提出的方法在任何负载下辨识换相信号精度较高,可以在3000-9000r/min的宽调速范围内实现燃油泵用无刷直流电动机的无位置传感器控制。

     无刷直流电动机因结构简单、运行效率高、维护方便、调速性能好等优点在汽车领域,特别是汽车燃油泵应用方面受到越来越多的关注。为了减少无刷直流电动机的转矩脉动,必须获取电机的换相信号控制逆变器使绕组电流与发电动势相位一致,传统获取换相信号的方法是在转子上安装三个霍尔传感器来实现,但霍尔传感器增大了电机体积和成本,同时不能适应汽车燃油泵内高温、高湿等恶劣的工作环境,且传感器连线较多,易受外界信号干扰,降低了电机运行的可靠性。为了解决上述缺陷,许多无位置传感器检测算法成为研究的热点。

     研究最为广泛的是通过检测端电压与虚拟中性点电压进行比较得到发电动势的过零点,经移相30°或90°电角度后获得换相信号。由于电机端电压中含有PWM斩波和换相续流干扰,需要阻容电路进行深度滤波,结果导致测量的反电动势过零点与实际反电动势零点存在相移,而相移又随着电机的速度和负载的变化而变化,为了补偿这种相移,需要应用软件实时计算相角的延迟,算法较为复杂。文献提出了一种通过在PWM不导通期间,将悬浮相的端电压与1/2直流母线电压进行比较火的换相信号,提出的方法不存在相移,但需补偿逆变器开关管压降,且只能在PWM的关断时间内进行检测,占空比无法全覆盖。文献通过检测反电动势的三次谐波过零点获得换相信号,取消了滤波电路,但需引出电机中性点。文献通过引入积分电路来检测换相信号,提升了电机的低速性能,但存在积分误差。文献通过检测开关管并联二极管的续流时间来间接测量反电动势过零点,无需构建虚拟中性点,但需六路隔离电源供电。文献提出了一种没有相位延迟直接获得换相信号的线间端电压检测法,电路十分简单,但需复杂的高速芯片进行实时计算。

     针对上述问题,本文提出一种利用低通滤波器滤除端电压高频噪声,经隔直后送到迟滞比较器和过零比较器获得换相信号的简易检测算法。采用的迟滞比较器可以补偿低通滤波器产生的相移,同时可防治端电压中出现的高频干扰带来的多次翻转现象。此方法具有结构简单、成本低廉,无需移相30°或90°,无需构建虚拟中性点,无需利用软件进行相移补偿,在汽车燃用泵用无刷直流电动机驱动系统要求的3000-9000r/min宽调速范围内,任何负载下都能准确地辨识换相信号,应用MCU构建的平台验证了此方法的可行性。

   


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