【好文分享】基于电感法无刷电机转子初始位置的辨识

基于电感法无刷直流电动机的起动分析.pdf

无刷直流电动机（以下简称无刷电机）正朝着无位置传感器控制方向发展。目前无位置传感器无刷电机使用较多的是反电动势法。反电动势法的主要问题是电机起动瞬间转速为零，反电动势也为零，因此难以通过反电动势获得无刷电机转子的初始位置信息，形成所谓的检测“盲区”。

目前，基于反电动势法的无位置传感器无刷电机比较多地采用“三段式”起动方法。所谓“三段式”，是指电机起动过程经过转子定位、外同步加速和切换三个阶段。其中转子定位阶段是使无刷电机某两相通电后所产生的电枢磁场与转子永磁磁场相互作用，迫使转子旋转到某一位置。这种强制定位要求在短时间内必须向电机绕组通入较大的冲击电流，因此存在明显的问题：一是它受限于无刷电机控制器的容量，控制器的容量太小，不允许使用，控制器容量太大，则会增加系统成本；二是对于重载无刷电机，可能出现定位转矩不足导致定位失败；三是可能在短时间电机出现反转或震荡，对于某些负载来说是绝对不允许的。

电感法是利用面装式和内置式两类无刷电机定子绕组的磁链特性，通过检测不同的观测量来确定转子初始位置的方法。对于面装式无刷电机，可以利用定子铁心磁路的非线性特性来检测转子位置，即对于不同的转子位置，定子绕组中电流变化率是铁心磁导率的函数，通过检测电流变化率可以得到转子位置信息。对于内置式无刷电机，由于交、直轴电感与转子位置存在对应关系，采用电流滞环控制检测交、直轴电感，可以得到转子位置信息。

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