CN204119096U

CN204119096U - 一种无刷直流电机的相位补偿电路

Info

Publication number: CN204119096U
Application number: CN201420585738.4U
Authority: CN
Inventors: 柴俊
Original assignee: Wuxi Machinery and Electron Higher Professional and Technical School
Current assignee: Wuxi Machinery and Electron Higher Professional and Technical School
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-10-10

Abstract

本实用新型公开了一种无刷直流电机的相位补偿电路，包括相电压部分的分压电路、PWM控制辅助并联电路、静止稳定输出分压电路，所述相电压部分的分压电路由第一电阻、第二电阻、第一电容组成，PWM控制辅助并联电路由第三电阻、第四电阻、第一三极管组成，静止稳定输出分压电路由第五电阻、第六电阻、第七电阻组成。本实用新型的相位补偿电路能够精确地控制相位补偿角恒定为30度，另外，还能够确保避免无刷直流电机在停止或者是刚刚起步等以极低转速运行的状态下由于噪声、毛刺等信号对电路的补偿干扰而进行误补偿的问题，从而对电机进行更好的控制。

Description

一种无刷直流电机的相位补偿电路

技术领域

本实用新型涉及一种相位补偿电路，特别是涉及一种无刷直流电机的相位补偿电路。

背景技术

无刷直流电机经过很长时间的发展，到现在应用领域已十分广泛，如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。在接下来相当长的时间里，无刷直流电机仍将继续发挥其不可忽视的作用。对于无刷直流电机的相位补偿电路，现有技术只是对相位进行大致地补偿，准确度不足，很难做到对相位偏差的精确补偿；再者在无刷直流电机停止或者是刚刚起步等以极低转速运行的状态时无法判断噪声、毛刺等信号对电路的补偿干扰而进行误补偿，无法消除电机内部的各种噪声，从而不能满足无刷直流电机高性能的控制需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种无刷直流电机的相位补偿电路，对相位偏差进行精确地补偿，并避免由干扰等因素引起的误补偿。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种无刷直流电机的相位补偿电路，包括相电压部分的分压电路、PWM控制辅助并联电路、静止稳定输出分压电路、相电压输入端、PWM信号端、电源端、接地端；所述相电压部分的分压电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容，PWM控制辅助并联电路包括第三电阻、第四电阻、第一三极管，静止稳定输出分压电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻；相电压输入端与第一电阻一端相连，第二电阻与第一电容并联后一端与接地端相连；PWM信号端与第四电阻一端相连，第四电阻另一端与第一三极管的基极相连，第一三极管的发射极与接地端相连，第一三极管的集电极与第三电阻一端相连；电源端与第七电阻一端相连，第七电阻另一端与第五电阻一端、第六电阻一端共连接，第六电阻另一端与接地端相连；第三电阻另一端与第一电阻另一端、第五电阻另一端、第二电阻和第一电容并联后的另一端共连接。

优选的，所述电源端为+15V电压。

优选的，所述第五电阻的阻值大于第一电阻的阻值。

优选的，所述第五电阻的阻值大于第七电阻的阻值。

优选的，所述第七电阻的阻值大于第六电阻的阻值。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路能够精确地控制相位补偿角保持在30度。

2、本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路能够确保避免无刷直流电机在停止或者是刚刚起步等以极低转速运行的状态下由于噪声、毛刺等信号对电路的补偿干扰而进行误补偿的问题。

3、本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路结构简单、性能稳定、故障率低。

4、本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路成本低廉、易于维护、市场应用广泛。

附图说明

图1是本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路的电路图。

图2是本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路的原理框图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

如图1所示，为本实用新型无刷直流电机的相位补偿电路，包括相电压部分的分压电路、静止稳定输出分压电路、PWM控制辅助并联电路、相电压输入端、PWM信号端、电源端以及接地端，其中电源端为+15V电压。所述相电压部分的分压电路由电阻R1、电阻R2、电容C1组成，其连接为：相电压输入端Ua与电阻R1一端相连，电阻R2与电容C1并联后一端与接地端相连；所述静止稳定输出分压电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7组成，其连接为：+15V电压与电阻R7一端相连，电阻R7另一端与电阻R5一端、电阻R6一端相连，电阻R6另一端与接地端相连；所述PWM控制辅助并联电路由电阻R3、电阻R4、三极管T1组成，其连接为：PWM信号端与电阻R4一端相连，电阻R4另一端与三极管T1基极相连，三极管T1发射极与接地端相连，三极管T1集电极与电阻R3一端相连，此外，电阻R3另一端与电阻R1另一端、电阻R5另一端、电阻R2和电容C1并联后的另一端共连接。

所述相电压部分的分压电路，通过电阻R1与电阻R2，将由电压采集模块采集来的无刷直流电机的相电压进行分压，为后续电路的运作准备条件。

所述静止稳定输出分压电路，通过电阻R5与电阻R6，将+15V电压信号进行分压，在无刷直流电机停止或者刚刚起动等以较低转速运行的状态下能够使该电路有稳定的输出。

所述PWM控制辅助并联电路，通过单片机输出一定占空比的PWM波信号，在一个周期内控制三极管T1的一定的饱和导通时间，从而控制电阻R3接入电路的通电时间，以达到使其与电阻R2并联的目的。

所述相电压部分的分压电路，有理论可得：相位补偿角α的计算公式为：(其中f为反电动势频率)。当电机转速不同时，反电动势频率f也不同，单片机接收反电动势频率f信号，内部进行计算之后推得等效电阻的大小，通过控制PWM输出一定占空比的信号来控制三极管T1的饱和导通时间，从而使电阻R3接入电路，与电阻R2并联得到需要的等效电阻的阻值，达到需要的要求。

所述静止稳定输出分压电路，其电阻阻值应满足如下要求：R5>>R1，R7>>R6，R5>>R7，满足R5>>R1是为了减小电阻R5、R6、R7对相位补偿电路的影响。

如图2所示，本实用新型的工作原理是：在原有电路无刷直流电机、电压采集模块以及反电动势过零检测的基础上，将含有PWM模块的单片机、PWM控制辅助并联电路、相电压部分的分压电路、静止稳定输出分压电路以及输出模块连接到现有电路中。无刷直流电机在正常运转的情况下，单片机接收到反电动势频率信号后，通过内部计算得到等效电阻R2的大小，并发出一定占空比的PWM波信号控制三极管T1的饱和导通时间即电阻R3接入电路与电阻R2并联的时间，得到需要的阻值的等效电阻，可以对电路起到很好的控制作用，从而保证了相位补偿角恒定为30°，即如果测出的角度是25度，则误差补偿就是+5度；如果测出的角度是35度，则误差补偿就是-5度。另外，静止稳定输出分压电路是为了使本实用新型的相位补偿电路在无刷直流电机停止或转速低的状态下能够有一个稳定的输出，而保证R5>>R1后，能够使得静止稳定输出分压电路对电机正常工作状况下对相位补偿电路基本没有影响。如此，可以得到对电机很好的控制效果。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种无刷直流电机的相位补偿电路，其特征在于：包括相电压部分的分压电路、PWM控制辅助并联电路、静止稳定输出分压电路、相电压输入端、PWM信号端、电源端、接地端；所述相电压部分的分压电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容，PWM控制辅助并联电路包括第三电阻、第四电阻、第一三极管，静止稳定输出分压电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻；相电压输入端与第一电阻一端相连，第二电阻与第一电容并联后一端与接地端相连；PWM信号端与第四电阻一端相连，第四电阻另一端与第一三极管的基极相连，第一三极管的发射极与接地端相连，第一三极管的集电极与第三电阻一端相连；电源端与第七电阻一端相连，第七电阻另一端与第五电阻一端、第六电阻一端共连接，第六电阻另一端与接地端相连；第三电阻另一端与第一电阻另一端、第五电阻另一端、第二电阻和第一电容并联后的另一端共连接。

2.如权利要求1所述无刷直流电机的相位补偿电路，其特征在于：所述电源端为+15V电压。

3.如权利要求1所述无刷直流电机的相位补偿电路，其特征在于：所述第五电阻的阻值大于第一电阻的阻值。

4.如权利要求1所述无刷直流电机的相位补偿电路，其特征在于：所述第五电阻的阻值大于第七电阻的阻值。

5.如权利要求1所述无刷直流电机的相位补偿电路，其特征在于：所述第七电阻的阻值大于第六电阻的阻值。