基于线反电动势估算的无刷直流电机无传感器控制策略

无刷直流电机(BLDCM)的无传感器控制策略是当前电机驱动与控制领域的重要研究方向之一。无传感器控制技术的应用，旨在减少或消除传统位置传感器带来的体积、重量、成本增加以及安装精度要求高等限制。本文所介绍的控制策略是基于对电机线反电动势(Back-EMF)的估算，通过分析电机的理想换相点与线反电动势过零点同相位的关系，提出了一套无位置传感器控制策略。 我们来看无刷直流电机的基本构成。无刷直流电机系统通常包括电机本体、电子换相电路以及位置传感器。位置传感器的主要作用是提供转子磁极位置的准确信号，但在实际应用中，位置传感器的使用也会带来一些局限性，如对安装精度要求高，电机系统的体积和重量增加，成本上升，以及在某些应用环境下受到限制。因此，无传感器控制技术应运而生，它不仅可以避免这些缺点，还能通过估算转子位置信号，简化电机的控制结构。 无刷直流电机的无传感器控制策略研究中，最常用的方法之一是对反电动势的过零点进行检测。端电压检测法是其中的典型代表，该方法通过间接获取电机反电动势的过零点，然后通过一定的相位延迟计算出定子电流的理想换相点。端电压检测法在低速时性能较差，并且在高速重载的情况下，端电压容易出现畸变，使得反电动势过零点不明显，影响了换相的准确性。 本文提出了一种新的无传感器控制策略，它基于线反电动势的估算，并且化简了线反电动势的计算公式。文章给出了转子在不同位置时的换相条件，并对非导通相续流导致的线反电动势估算误差进行了分析，同时给出了解决方案。此外，文章针对低通滤波器造成的转子位置检测误差进行了研究，并提出了针对不同电机转速变化的“60°-α”和“120°-α”的补偿策略，这有助于拓宽电机的调速范围。 研究中使用了仿真和实验来验证所提策略的有效性，结果显示该策略能有效补偿转子位置检测误差，并能够提供准确的换相信号，使得电机在高速和低速运行时都具有良好的性能。 文章中还给出了关键词，包括电气工程、无刷直流电机、线反电动势估算、无传感器控制和相位补偿。这些关键词反映了本文研究的核心内容和方向。 文章的作者赵白鸽和佟诚德分别来自哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院，其中赵白鸽是电机驱动与控制领域的研究者，佟诚德是副教授和硕导，专注于电动汽车用电机及其驱动控制系统的研发工作。 通过上述内容的解读，我们可以看到无刷直流电机无传感器控制技术的进步，以及它在提升电机性能、简化系统设计方面的重要价值。研究者通过深入的理论分析、实验验证和策略创新，为电机控制领域提供了新的思路和技术路线。