摘要：针对无位置传感器的永磁无刷直流电机的起动控制，分析了二二导通三相逆变器的电压空间矢量pwm控制，提出了具有二二导通的svpwm控制和电流调节控制的无位置传感器bldcm的起动控制，其中电流调节控制采用两点式比较器控制。该起动控制方法不但能有效控制起动电流大小，而且改善了bldcm开环起动性能。通过仿真比较表明，在保持对二二导通bldcm电流调节控制的基础上，svpwm起动控制比升频起动控制性能更好。

关键词：无刷直流电机；电压空间矢量；电流；起动；控制

中图分类号：tm36+li    文献标志码：a    文章编号：1001-6848(2010)04-0045-04

    对于有位置传感器的梯形波永磁无刷直流电机来说，顺利起动是不存在什么问题的。但对于靠反电势进行位置检测的无位置传感器无刷直流电机的起动来说，由于静止以及低速时很难检测到反电势信号，从而使得电机怎样顺利起动成了重要问题。目前一般采用的方法是先他控同步式起动，使电机加速到反电势可以被检测到的速度，然后再利用反电势检测法切换到自控同步方式。

    文献[1-6]采用三段式起动方法，即首先给任意的两相定子绕组通电一定时间，转子将被定位在相应的位置上，然后离线给出频率逐渐增高的换相信号，电机将被加速，当电机到达一定转速后切换至自同步运行，即无位置传感器方式。文献[7]采用预定位方式起动，省去了变频升速过程，起动方式比较简单，但对切换时间要求严，当电机转动惯量不同或带一定负载起动时，必须合理调整电路参数。文献[8]采用了升频升压同步起动方式，设计了一个带压控振荡器和环形分配器的起动电路，使得控制电路复杂化；文献[9]运用dsp内的事件管理器用软件方法，实现升频升压起动，不必增如外围设备，简化了硬件电路。文献[10]提出了控制相电流与起动曲线相对应的起动方法，但对于不同的负载有不同的起动曲线，该办法适用于固定负载的场合。文献[ 11-12]通过他控恒频进行换相，同时对反电势过零点进行检测，当连续n次检测到开路相的反电势过零点后，切换到自控状态；文献[13]运用dsp芯片，用软件算法实现他控恒频升压开环起动控制。文献[ 14-15]描述了短时检测脉冲转子定位起动法，其转子定位方法不同于三段式起动方法。由于转子永磁体对带铁芯的定子线圈具有增磁或去磁作用，使线圈电感￡减小或增大，转子的位置不同，定子线圈电感的大小不同，当对定子绕组施加固定脉宽题，而且电机转速的振荡剧烈程度随着转动惯量和外施电压大小而不同。另外，由于无刷直流电机的定子磁势在空间上表现为步进式变化，因此定子磁势与转子d轴的夹角是不断变化的，甚至出正、负交替，导致起动过程是一个抖动上升过程，起动电流波动也很大，起动过程参数整定困难，而且一旦负载变化，需重新调整参数。三段式起动和升频升压起动，都是通过逐渐调节电压来间接控制电流，起动电流没有得到直接有效控制，起动性能差。

    为解决起动过程的振荡与抖动问题，有效限制起动电流，改善起动性能，避免起动过程的不确定性问题。可采用电压空间矢量法，将逆变器和电机看作一个整体，通过控制逆变器中6个功率管的通断，磁链轨迹向着电压矢量方向移动，使电机定子磁链矢量动态跟踪给定轨迹，通过选取合适的电压矢量，控制定子磁链的幅值沿近似于圆形的轨迹旋转，保证电机起动过程的平稳和可靠。由于转子是跟踪定子磁链的，所以通过控制定子磁链旋转的速度，便可控制电机转速。另一方面，只要调节电压空间零矢量作用时间，也即改变了电压空间矢量幅值，就对定子电流实现了调节控制，可有效改善无位置传感器下的开环起动性能。

    由于元刷直流电动机的气隙磁场、反电动势以及电流是非正弦的，采用直、交轴坐标变换已不是有效的分析方法。假设三相绕组完全对称，忽略电机中的磁滞和涡流损耗，不计电枢反应对气隙磁通的影响。可得三相无刷直流电动机的等效电路如图1所示。