摘要：針對無位置傳感器的永磁無刷直流電機的起動控制，分析了二二導通三相逆變器的電壓空間矢量pwm控制，提出了具有二二導通的svpwm控制和電流調節控制的無位置傳感器bldcm的起動控制，其中電流調節控制采用兩點式比較器控制。該起動控制方法不但能有效控制起動電流大小，而且改善了bldcm開環起動性能。通過仿真比較表明，在保持對二二導通bldcm電流調節控制的基礎上，svpwm起動控制比升頻起動控制性能更好。

關鍵詞：無刷直流電機；電壓空間矢量；電流；起動；控制

中圖分類號：tm36+li    文獻標志碼：a    文章編號：1001-6848(2010)04-0045-04

    對于有位置傳感器的梯形波永磁無刷直流電機來說，順利起動是不存在什么問題的。但對于靠反電勢進行位置檢測的無位置傳感器無刷直流電機的起動來說，由于靜止以及低速時很難檢測到反電勢信號，從而使得電機怎樣順利起動成了重要問題。目前一般采用的方法是先他控同步式起動，使電機加速到反電勢可以被檢測到的速度，然后再利用反電勢檢測法切換到自控同步方式。

    文獻[1-6]采用三段式起動方法，即首先給任意的兩相定子繞組通電一定時間，轉子將被定位在相應的位置上，然后離線給出頻率逐漸增高的換相信號，電機將被加速，當電機到達一定轉速后切換至自同步運行，即無位置傳感器方式。文獻[7]采用預定位方式起動，省去了變頻升速過程，起動方式比較簡單，但對切換時間要求嚴，當電機轉動慣量不同或帶一定負載起動時，必須合理調整電路參數。文獻[8]采用了升頻升壓同步起動方式，設計了一個帶壓控振蕩器和環形分配器的起動電路，使得控制電路復雜化；文獻[9]運用dsp內的事件管理器用軟件方法，實現升頻升壓起動，不必增如外圍設備，簡化了硬件電路。文獻[10]提出了控制相電流與起動曲線相對應的起動方法，但對于不同的負載有不同的起動曲線，該辦法適用于固定負載的場合。文獻[ 11-12]通過他控恒頻進行換相，同時對反電勢過零點進行檢測，當連續n次檢測到開路相的反電勢過零點后，切換到自控狀態；文獻[13]運用dsp芯片，用軟件算法實現他控恒頻升壓開環起動控制。文獻[ 14-15]描述了短時檢測脈沖轉子定位起動法，其轉子定位方法不同于三段式起動方法。由于轉子永磁體對帶鐵芯的定子線圈具有增磁或去磁作用，使線圈電感￡減小或增大，轉子的位置不同，定子線圈電感的大小不同，當對定子繞組施加固定脈寬題，而且電機轉速的振蕩劇烈程度隨著轉動慣量和外施電壓大小而不同。另外，由于無刷直流電機的定子磁勢在空間上表現為步進式變化，因此定子磁勢與轉子d軸的夾角是不斷變化的，甚至出正、負交替，導致起動過程是一個抖動上升過程，起動電流波動也很大，起動過程參數整定困難，而且一旦負載變化，需重新調整參數。三段式起動和升頻升壓起動，都是通過逐漸調節電壓來間接控制電流，起動電流沒有得到直接有效控制，起動性能差。

    為解決起動過程的振蕩與抖動問題，有效限制起動電流，改善起動性能，避免起動過程的不確定性問題。可采用電壓空間矢量法，將逆變器和電機看作一個整體，通過控制逆變器中6個功率管的通斷，磁鏈軌跡向著電壓矢量方向移動，使電機定子磁鏈矢量動態跟蹤給定軌跡，通過選取合適的電壓矢量，控制定子磁鏈的幅值沿近似于圓形的軌跡旋轉，保證電機起動過程的平穩和可靠。由于轉子是跟蹤定子磁鏈的，所以通過控制定子磁鏈旋轉的速度，便可控制電機轉速。另一方面，只要調節電壓空間零矢量作用時間，也即改變了電壓空間矢量幅值，就對定子電流實現了調節控制，可有效改善無位置傳感器下的開環起動性能。

    由于元刷直流電動機的氣隙磁場、反電動勢以及電流是非正弦的，采用直、交軸坐標變換已不是有效的分析方法。假設三相繞組完全對稱，忽略電機中的磁滯和渦流損耗，不計電樞反應對氣隙磁通的影響。可得三相無刷直流電動機的等效電路如圖1所示。