電動推桿

如前所述,無刷直流電機的工作原理必須有轉子磁場位置的信息,以控制逆變器功率器件的開/關實現繞組的換相?例如,三相六狀態運行的無刷電機在內部安放三個轉子位置傳感器確定六個換相點時刻?傳統的無刷直流電機轉子位置信息是采用機電式或電子式傳感器直接檢測,如霍爾傳感器?光電傳感器等,詳見第7章,然而,在實際應用中發現,在電機內部安放轉子位置傳感器有以下問題。

1)在某些高溫?低溫?高振動?需濕?污濁空氣和高干找等惡劣的工作環境下由于位置傳感器的存在使系統的可靠性降低。

2)位置傳感器電氣連接線多,不便于安裝,而且易引入電磁干抗。

3)傳感器的安裝精度直接影響電機運行性能,特別是在多極電機安裝精度難以保證。

4)位置傳感器占用電機結構空間,限制了電機的小型化。

  因此,無刷直流電機的無位置傳感器技術近年日益受到人們的關注,無位置傳感器控制技術已成為無刷直流電機控制技術的一個發展方向?無位置傳感器控制方式盡管會導致轉子位置檢測的精確度有所降低,但它使系統能夠在惡劣的工作的環境中可運行,同時使電機結構變得更簡單,安裝更方便,成本降低,無傳感器技術對提高系統的可靠性和對環境的適應性,對進一步擴展無刷直流電機的應用領域與生產規模,具有重要意義?尤其在小型無刷直流電機?輕載起動條件下,無位置傳感器控制成為理想選擇。

  例如,在空調壓縮機中,由于壓縮機是密封的,如果采用需爾位置傳感器,需要5條信號線,連線過多會降低壓縮機運行的可靠性,并且在空調壓縮機中,要承受制冷劑的強腐蝕性和高溫工作環境,常規的位置傳感器很難正常工作。

  無刷直流電機無位置傳感器技術的核心內容是研究各種間接的轉子位置檢測方法替代直接安放轉子位置傳感器來提供轉子磁場位置信息,實際上,無位置傳感器技術是從控制的硬件和軟件兩方面著手,以增加控制的復雜性換取電機結構復雜性的降低。

  近20多年來,水磁無刷直流電機的無位置傳感器控制一直是國內外較為熱門的研究課題,提出了諸多位置檢測電路和方法,主要包括反電動勢過零點檢測方法?反電動勢積分及參考電壓比較法?反電動勢積分及鎮相環法?續流二極管法?反電動勢三次譜波檢測法?電感測量法?G(8)函數法?擴展卡爾曼濾波法?狀態觀測器法等,簡要介紹如下。

反電動勢檢測法

水磁無刷直流電動機的繞組反電動勢含有轉子位置信息,因此常被用于無傳感器控制應用于無傳感器控制的反電動勢包括電機的相反電動勢和三次諧波電動勢,后者在另外一節介紹?面相反電動勢的應用方法包括:反電動勢過零法?反電動勢積分及參考電壓比較法反電動勢積分及鏡相環法?續流二極管法等。