无感控制的 “三段式” 启动

如下两个原因使得 BLDC 无感控制的平稳启动成为难题,

(1) 没有位置传感器反馈转子的位置以掌握控制换向的时机而让电机逐渐平稳运转起来

(2) 初始时刻转速较慢且不平稳, 故反电动势还微弱且紊乱, 无法利用反电动势过零点检测来确定转子位置与换向控制的时机

为了解决这个启动难题, 一般使用如下表描述的 “三段式” 启动法来启动无感的 BLDC:

序号 启动阶段 控制方法

1 转子预定位 给任意两相通电, 通电一段时间后, 转子会转到与该通电状态对应的预知位置, 完成转子的预定位 (需电流控制器保证电流不超过最大值)

2 外同步加速 根据预先设计好的优化加速曲线, 不断提升换相信号的频率及增大端电压, 实现电机的外同步加速 (开始获得有效转子位置信号, 即过零点检测信号, 电机处于他控式同步电机状态)

3 运行状态切换 当电机加速到一定转速后, 就可以准确地检测到反电动势的过零点信号了. 此时可用该过零信号代替外同步信号, 实现外同步运转到自同步运转的切换 (转子磁势通常平均滞后定子磁势 90° 电角度 —— 60° ~ 120° 之间变化, 使得单位电流产生的转矩最大化)

无刷直流电机的无感启动尚且这么复杂, 要想频繁地正反转切换控制就更麻烦了. 实际使用中只能避开这种应用需求, 转而采用有感控制.

无刷直流电机的无感启动尚且这么复杂, 要想频繁地正反转切换控制就更麻烦了. 实际使用中只能避开这种应用需求, 转而采用有感控制.