基于Matlab无刷直流电机无传感器控制系统建模与仿真

电气传动２００６年第３６卷第１１期基于Ｍａｔｌａｂ无刷直流电机无传感器控制系统建模与仿真

基于Ｍａｔｌａｂ无刷直流电机无传感器

控制系统建模与仿真

鄢波涛李叶松

华中科技大学

摘要：提出了一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统的位置检测方法——基于ＦＩＰｓ的反电动势３

次谐波检测法，该方法采用ＦＩＰＳ（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｈａｓｅｓｈｉｆｔｅｒ）独立频率相移器，在整个调速范围内均

能得到准确的转子位置信号。仿真结果证明了该方案能很好地改善系统的低速性能，拓宽系统调速范围。

关键词：无刷直流电机无位置传感器３次谐波独立频率相移器

ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＳｅｎｓｏｒｌｅｓｓＢＬＤＣＭｏｔｏｒＣｏｎｔｒｏｌ

ＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄ叫Ｍａｔｌａｂ

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１前言

在无刷直流电机无传感器控制系统的转子位置检测方法中，端电压检测法［１１是一种常用的、较成熟的检测方法。该方法通过测量断开相的相电压，即电机的反电动势过零点来得到转子相位信息。通常，这种方法需要一个衰减率极大的低通滤波器，以便滤除高频谐波干扰并产生相位延迟。当电机低速运行时，反电动势幅值很小，经过低通滤波器滤波和相位延迟后，其过零点难以正确地检测，使系统的低速性能不好。而且低通滤波器产生的相位延迟是速度的函数，不易保证电机在整个运行范围内均能精确地检测出转子磁通的位置，对电机的准确控制不利。因此，研究一种能使无刷直流电机在较宽的转速范围内均能可靠控制，并保持最大效率运行的位置检测方法成为一个重要问题。

针对上述问题，本文提出了一种新型的无刷直流电机无传感器控制系统的位置检测方法——

１６基于ＦＩＰＳ的反电动势３次谐波检测法。该方法可以有效地解决传统方法存在的问题，它主要适用于星型连接、三相对称、气隙磁密为梯形波的永磁无刷直流电机。

２ＦＩＰＳ的反电动势３次谐波检测法原理

在梯形波的反电动势中，除了基波分量外，主要还包括３次谐波分量以及其它高次谐波分量，如图１所示。其中％为Ａ相绕组反电动势波形，口。为反电动势３次谐波分量波形，Ａ，。为转子磁通的３次谐波分量波形，ｉ。，ｉ。，ｉ。为定子绕组三相电流波形。

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图１３次谐波换向原理图

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