彭玉禮

摘要：隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，對電子器件的控制理論的研究也逐漸深入，使電動機(jī)技術(shù)在社會生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用。憑借著電力技術(shù)的高效生產(chǎn)能力，不僅使人們的日常生活發(fā)生了變化，在家用電器中得到了應(yīng)用，在航空航天行業(yè)，以及眾多技術(shù)領(lǐng)域都發(fā)揮了重要作用，所以對于電機(jī)的研究具有重要意義。本文通過對無刷直流電機(jī)無位置傳感器位置檢測技術(shù)進(jìn)行分析，針對實(shí)際存在的問題，提供有效的建議，幫助提升電機(jī)的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)電力技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：無刷直流電機(jī);無位置傳感器;位置檢測技術(shù)

引言：

近年來，科技的進(jìn)步改變了人們的生活方式，提供了更加便捷和高效的家用電器，而電機(jī)的發(fā)展直接影響到了多個技術(shù)領(lǐng)域。對于無刷直流電機(jī)進(jìn)行研究，可以經(jīng)過對電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，設(shè)計(jì)出更具使用優(yōu)勢的電力器件，讓無刷直流電機(jī)能夠得到更加精準(zhǔn)而有效的控制。由于無刷直流電機(jī)自身的特性，具有高穩(wěn)定性和高安全性，相比于其他電機(jī)結(jié)構(gòu)，具有更強(qiáng)的使用性能和優(yōu)勢，所以被有效的應(yīng)用在多個技術(shù)領(lǐng)域。其中無刷直流電機(jī)無位置傳感器最為突出，在很多行業(yè)被推薦使用。隨著國內(nèi)外的專家對電機(jī)技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)了多種形式的位置檢測技術(shù)，包括反電勢法、擴(kuò)展卡爾曼濾波法，以及電感法等，對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測，從而獲得檢測結(jié)果。本文主要研究的就是反電動勢電壓法，經(jīng)過試驗(yàn)和專業(yè)技術(shù)的測算，最終得到試驗(yàn)結(jié)果，希望能夠通過本文的研究，幫助提升無刷直流電機(jī)無位置傳感器的檢測技術(shù)，讓無刷直流電機(jī)的應(yīng)用空間更加廣闊。

1、反電動勢檢測電路

1.1相電壓法檢測原理

針對無刷直流電機(jī)無位置傳感器進(jìn)行研究，需要對它的控制方法進(jìn)行探索，在電機(jī)實(shí)際的工作過程中，通過對電動機(jī)換相控制的方式達(dá)到檢測目的。受到轉(zhuǎn)子位置的影響，使電機(jī)獲得了檢測信號，從而得出檢測原理。采用電力學(xué)專業(yè)的運(yùn)算方法，可以獲得電機(jī)的繞組相電壓，經(jīng)過方程組運(yùn)算，最后可以獲得電路檢測反電動勢[1]。

1.2反電動勢過零點(diǎn)檢測電路

相電壓法是眾多學(xué)者和專家經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出的檢測方法，在電路的實(shí)際檢測時，能夠發(fā)揮重要作用。不僅可以構(gòu)成分壓電路，還可以形成回路，在經(jīng)過運(yùn)算與比較，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的檢測數(shù)據(jù)。再經(jīng)過對收集的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析，與零電壓進(jìn)行匹配，能夠得出轉(zhuǎn)子位置。在檢測中，想要獲得更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，就要盡量對試驗(yàn)流程簡單化，在測試前對各項(xiàng)功能和數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，保障后續(xù)步驟的有效進(jìn)行。最終得出相應(yīng)的電路功率[2]。

2、無刷直流電機(jī)的啟動

在低速運(yùn)轉(zhuǎn)或者處于靜止?fàn)顟B(tài)時，反電勢信號會發(fā)生變化，以較低的信號幅度進(jìn)行傳輸，這時對它進(jìn)行檢測就非常的困難，不能有效的檢測出實(shí)際結(jié)果，所以在檢測過程中，首先要保障無刷直流電機(jī)的啟動能夠符合檢測標(biāo)準(zhǔn)，需要讓無刷直流電機(jī)處于高速運(yùn)行的狀態(tài)，才能取得有效的控制效果。采用升頻升壓法可以解決電機(jī)啟動時轉(zhuǎn)速低的問題，能夠直接檢測到轉(zhuǎn)子的準(zhǔn)確位置，再跟進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向需要，針對性的改變書序，提升信號效果，讓電機(jī)能夠保持高速運(yùn)行，在實(shí)際的檢測過程中，需要對多種影響因素進(jìn)行控制，排除不利于試驗(yàn)的干擾，才能得出反電動勢過零信號換相的效果，根據(jù)電角度換相原理進(jìn)行試驗(yàn)，得出試驗(yàn)結(jié)論[3]。

3、無刷直流電機(jī)無位置傳感器檢測技術(shù)

通過模型構(gòu)建的方式進(jìn)行試驗(yàn)，將無刷直流電機(jī)的具體參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，讓電動機(jī)處于正常的工作狀態(tài)，在標(biāo)準(zhǔn)電壓300V的前提下，讓轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度維持在八千轉(zhuǎn)每分鐘，對檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)定，通過相電壓法對信號進(jìn)行收集，在接收到反電動勢信號后，經(jīng)過多種技術(shù)操作，傳輸給控制系統(tǒng)，讓系統(tǒng)接收到有效信號，并做出反應(yīng)。當(dāng)反電勢信號收集并經(jīng)過傳輸后，要與零點(diǎn)電壓進(jìn)行比較，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行測算，在結(jié)合實(shí)際的信號強(qiáng)度，對無刷直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制效果。其中相電流和積分器也發(fā)揮了一定的作用，能夠影響到無刷直流電機(jī)的檢測效果，所以在實(shí)際的檢測過程中，需要對這些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。對于無刷直流電機(jī)的繞組電流進(jìn)行數(shù)據(jù)比對和分析，能夠得出信號收集和輸出的結(jié)果。讓為控制器發(fā)揮出實(shí)際的檢測作用。由于無刷直流電機(jī)無位置傳感器的結(jié)構(gòu)相對簡單，所以在試驗(yàn)的操作相對簡潔，同時它所具備的技術(shù)優(yōu)勢，也是其他電動機(jī)所不能對比的。在無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)上，由于沒有電刷的設(shè)置，就可以根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置來進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)定子繞組的換相。利用位置傳感器來進(jìn)行操作，可以進(jìn)行下一步的計(jì)算而得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過對抗外部的干擾為題，能夠有效的提升無刷直流電機(jī)的工作效率，發(fā)揮出它的使用性能，讓無刷直流電機(jī)能夠在更加廣泛的技術(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用[4]。

4、無刷直流電機(jī)的發(fā)展和應(yīng)用

無刷直流電機(jī)自身的性能優(yōu)勢，在多個技術(shù)領(lǐng)域得到了凸顯，它的高性能、高效率、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)便捷等特點(diǎn)，還具有相對較長的使用周期。在多種高精尖的技術(shù)領(lǐng)域都能看到它的身影，對于無刷直流電機(jī)無位置傳感器的檢測技術(shù)進(jìn)行研究，有利于提升無刷直流電機(jī)的整體性能。到目前為止，已經(jīng)有眾多技術(shù)專家和學(xué)者對此做出了研究，雖然我國的研究起步相對較晚，但是通過不懈的努力，依然提出了珍貴的研究成果，能夠大幅度的提升無刷直流電機(jī)的使用性能。包括在航天領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、飛輪儲能，以及其它生物學(xué)領(lǐng)域都具有重要作用[5]。對于未來的發(fā)展來說，現(xiàn)階段我國的無刷直流電機(jī)仍處于發(fā)展中階段，由于無數(shù)直流電機(jī)的多種技術(shù)優(yōu)勢，在未來定然能取得更好的成績，極大的提升生產(chǎn)效率，并朝著更加安全和穩(wěn)定的方向發(fā)展。

針對它的前進(jìn)方向和趨勢，做出了以下幾方面的分析。

（1）需要進(jìn)一步的優(yōu)化結(jié)構(gòu)

突破電機(jī)的局限性，逐漸替代掉傳統(tǒng)電機(jī)的工作位置，演變?yōu)楦咧悄芑妥詣踊臒o刷直流電機(jī)。相比于傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)和工作模式，電機(jī)在現(xiàn)階段的技術(shù)上已經(jīng)取得了較大的提升。在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，對轉(zhuǎn)子和定子的研究也要更加深入，并且針對性的生產(chǎn)出更利于電機(jī)性能發(fā)揮的內(nèi)部原料，讓無刷直流電機(jī)的生產(chǎn)成本更低，同時生產(chǎn)效率更高[6]。能夠使無刷直流電機(jī)出現(xiàn)在更多的應(yīng)用場景，獲得更高的使用性能。過去的電機(jī)研究方式，主要以轉(zhuǎn)矩為研究對象，而現(xiàn)在的研究更加的全面。國內(nèi)外眾多的學(xué)者與專家，都展開了更加精密的研究和運(yùn)算，對于參數(shù)的變化進(jìn)行了深入的分析。綜合得出了提升電機(jī)性能的更佳方式。

（2）需要對研究算法進(jìn)行不斷優(yōu)化

通過更便捷的運(yùn)算方式，來提升檢測效果，不斷提升無刷直流電機(jī)的精確度和穩(wěn)定度。以構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方式進(jìn)行探究，能夠?qū)﹄姍C(jī)參數(shù)變化的數(shù)據(jù)精確度提升，建立更加精確的控制系統(tǒng)。對于過去經(jīng)常忽視的磁路飽和問題、漏磁和齒槽等經(jīng)常發(fā)生的問題，都進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，讓數(shù)學(xué)模型更加嚴(yán)謹(jǐn)和精確。

（3）不斷學(xué)習(xí)優(yōu)異的控制算法

對于無刷直流電機(jī)的控制方式進(jìn)行研究，可以結(jié)合多種理論數(shù)據(jù)，但是隨著時代的不斷發(fā)展和進(jìn)步，逐漸衍生出了更加先進(jìn)的控制算法，要不斷學(xué)習(xí)最先進(jìn)的算法知識，充分讓理論結(jié)合實(shí)際，以滿足新時期對無刷直流電機(jī)的控制需要。對數(shù)據(jù)測算過程中產(chǎn)生的誤差問題，也要不斷優(yōu)化和改善，讓控制策略的性能整體得到提升。

（4）運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)

在無刷直流電機(jī)中，轉(zhuǎn)子發(fā)揮了重要作用，所以要針對轉(zhuǎn)子進(jìn)行控制研究，在檢測時最為重要的一個流程，就是要安裝位置傳感器，通過多個位置傳感器來提高電機(jī)的安全性。

5、結(jié)束語

對無刷直流電機(jī)無位置傳感器的位置檢測技術(shù)進(jìn)行研究，符合新時期對無刷直流電機(jī)的使用需求，只有不斷的提升對無刷直流電機(jī)的控制效果，才能在更加豐富而廣泛的技術(shù)領(lǐng)域得到有效的應(yīng)用。由于我國的無刷直流電機(jī)研究發(fā)展較晚，所以更加需要加快發(fā)展的腳步，通過構(gòu)建模型實(shí)驗(yàn)等方式，來獲得研究成果。在對無刷直流電機(jī)無位置傳感器的理論研究基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐，取得有效的控制策略，并針對性的進(jìn)行研究，促進(jìn)無刷直流電機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。在未來仍然需要對無位置傳感器進(jìn)一步探索，讓無刷直流電機(jī)獲得更加優(yōu)異的控制方案，從而保障電機(jī)的高可靠性，在容錯技術(shù)方面邁出更大步伐。希望未來無刷直流電機(jī)能夠在醫(yī)療領(lǐng)域獲得更高的技術(shù)飛躍。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳雷剛，朱熀秋.無軸承無刷直流電機(jī)徑向懸浮力精確數(shù)學(xué)模型[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32（36）：75-81.

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[5]許潔，劉賢興，李兵偉.無軸承無刷直流電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制[J].江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2012，26（3）：266-270.

[6]朱熀秋，單龍.無軸承無刷直流電機(jī)懸浮力新型控制策略 [J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2015，36（2）：209-214.