為驗證本節(jié)所提出的無位置傳感器軟硬件控制系統(tǒng)，下面進行無刷直流電機的實驗研究。

　　圖1顯示出了電機由模擬比較電路檢測的某一相端電壓信號，圖中所指出的地方是不導通相反電動勢過零的時刻。當pwm處于高電平，電機兩相繞組電流呈上升狀態(tài)時，會有與pwm相同斬波頻率的共模噪聲出現(xiàn)。因此，為避免此種干擾對反電動勢過零點準確檢測的影響，應(yīng)在電機轉(zhuǎn)速較高時，繞組反電動勢頻率和峰值較大的情況下，當pwm處于高電平時進行模擬檢測。這樣，圖1中所示大約有200mv的共模噪聲，對于反電動勢干擾較小。

　　圖1 用于檢測過零點的bldc端電壓波形

　　由于mosfet功率管中集成續(xù)流二極管的存在，電機繞組端電壓會被鉗制在較小的負電壓上，這正是一個續(xù)流二極管的壓降，如圖1所示。因此，相對于模擬檢測電路的地電位來說，當不導通相端電壓從這個負壓降向正電壓轉(zhuǎn)變的時刻，即是反電動勢過零點時刻。

　　圖2所示為無位置傳感器模擬檢測電路所得到的反電動勢過零比較信號與安裝在定子中相隔120°電角度的三相霍爾信號。每個霍爾信號的跳變沿正好對應(yīng)于過零點檢測信號延時30°電角度的時刻，這說明檢測到的反電動勢過零點信號能夠十分精確地反映無刷直流電機的位置信息。以此作為電機換相的依據(jù)，在閉環(huán)階段可以取得和有霍爾位置傳感器相同的結(jié)果。

　　圖2 過零點檢測信號以及對應(yīng)的二相霍爾信號

　　由實驗結(jié)果可以看出，本節(jié)提出的無位置傳感器控制方法能夠有效地進行bldc的換相控制，與實際安裝的霍爾信號進行對比，證明具有很高的精確度，使得bldc運行能夠脫離位置信號系統(tǒng)能夠而運行，大大提高了磁懸浮飛輪運行的可靠性和安全性。

　　本節(jié)根據(jù)提出的無位置傳感器控制方法，采用具有高性能運動控制tms320f2812數(shù)字信號處理器作為主控制器，基于dsp的硬件結(jié)構(gòu)和開發(fā)環(huán)境設(shè)計了整個軟硬件控制系統(tǒng)，并分析了應(yīng)當注意的問題。對軟硬件分別進行了調(diào)試與實驗，通過實驗波形可以得知，所設(shè)計的無位置傳感器控制系統(tǒng)能夠有效地檢測到不導通相反電動勢的過零點，證明了所設(shè)計的控制系統(tǒng)的實用性和正確性。

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