无位置传感器电机启动策略与过零点误差优化

在传感技术中的无位置传感器无刷直流电机控制领域，一项关键的研究问题是电机启动过程中的过零点相移误差处理。电机启动时，由于初始转速低，反电势信号的幅值微弱，导致过零点的精确识别变得困难，这对电机的换相时刻决策构成挑战，从而影响电机的平稳启动。针对这个问题，科研人员提出了多种创新启动策略，比如特定位置开环启动法和任意位置开环启动法，这些方法旨在解决启动阶段的不确定性。 其中，“三段式”启动方法是一种综合解决方案，它包括转子预定位、外同步和自同步三个步骤。在转子预定位阶段，通过先接通电机任意一相定子绕组，可以促使转子朝向定子合成磁势的方向移动。有两种情况：一是定子磁势与转子磁势呈非180°角，此时转子会自动调整至平衡位置；二是若磁势成180°角，转子则处于不稳定平衡，外部扰动会导致它转向稳定状态。 在预定位成功后，电机进入外同步阶段，此时转子位置难以准确判断，需要根据电机调节特性和计算结果来合理安排换相时间，逐步提高电机速度。当转速接近额定值的10%-15%时，反电势信号显著增强，电机进入闭环状态，通过测量反电势来确定转子位置，即进入自同步阶段，标志着电机启动完成。 切换点的选择至关重要，需确保在反电势信号与外同步信号相位大致同步时进行，以减少电机在切换时可能产生的震荡。整个启动过程通过巧妙的设计和控制策略，有效地解决了无位置传感器无刷直流电机在启动阶段的控制难题，提高了电机性能的稳定性和效率。