本发明专利技术涉及一种用于无刷直流电机的起动控制方法，包括以下步骤：确定转子的初始位置；基于初始位置结合转子的旋转方向确定驱动脉冲电压的施加位置；相继施加前脉冲电压和后脉冲电压，使得前脉冲电压的施加位置和后脉冲电压的施加位置关于驱动脉冲电压的施加位置对称地、分别间隔开60°地布置，其中，前脉冲电压和后脉冲电压的持续时间相同，检测前响应电流和后响应电流；比较前响应电流和后响应电流的大小并且根据比较结果控制无刷直流电机的功率开关器件的换相，将驱动脉冲电压的施加位置、前脉冲电压的施加位置和后脉冲电压的施加位置均沿旋转方向旋转60°。还涉及相应的无刷直流电机系统。能够实时地和准确地判断定子绕组的换相时机。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机电领域，尤其是涉及一种用于无刷直流电机的起动控制方法。本专利技术还涉及一种相应的无刷直流电机系统。
技术介绍
1、无刷直流电机具有由永磁材料制成的转子和带有绕组的定子，并且通过电子换向器代替机械电刷，由此无刷直流电机具有结构简单、良好的线性机械特性、调速范围宽以及运行效率高等优点并且广泛地应用在不同领域中。
2、在无刷直流电机的运行过程中，需要检测转子位置来实现绕组换相。在现有的无刷直流电机中通常采用霍尔传感器来获取转子位置。然而，霍尔传感器增加了了无刷直流电机的成本和体积并且降低了可靠性。因此，无位置传感器的无刷直流电机及其控制方法受到了广泛关注。虽然目前已存在用于无位置传感器的无刷直流电机的起动控制技术，但当前的低速算法需要通过以开环强拖的方式使转子运行到一定转速，再通过反电势获取转子位。由于开环强拖无法获取转子位置，容易造成失步和效率低的问题，无法应用到无刷直流电机起动条件苛刻的场合。
技术实现思路
1、因此，本专利技术的目的在于提出一种改进的用于无刷直流电机的起动控制方法，在所述起动控制方法中可以实时地和准确地判断定子绕组的换相时机，从而成本有利地实现无刷直流电机在起动状态或者说低速状态下的精确控制，并且能够明显增大转子的输出转矩，以提升无刷直流电机的工作性能。
2、根据本专利技术的第一方面，提出一种用于无刷直流电机的起动控制方法，其中，所述起动控制方法至少包括以下步骤：
3、s1：确定所述无刷直流电机的转子的初始位置；</p>4、s2：基于所述转子的所述初始位置结合所述转子的旋转方向确定驱动脉冲电压的施加位置；
5、s3：相继施加前脉冲电压和后脉冲电压，使得所述前脉冲电压的施加位置和所述后脉冲电压的施加位置关于所述驱动脉冲电压的施加位置对称地、分别间隔开60°地布置，其中，所述前脉冲电压和所述后脉冲电压的持续时间相同，并且检测基于所述前脉冲电压产生的前响应电流和基于所述后脉冲电压产生的后响应电流；
6、s4：根据所述前响应电流和所述后响应电流控制所述无刷直流电机的功率开关器件的换相，并且将所述驱动脉冲电压的施加位置、所述前脉冲电压的施加位置和所述后脉冲电压的施加位置均沿所述旋转方向旋转60°。
7、相比于现有技术，在根据本专利技术的用于无刷直流电机的起动控制方法中，首先在获取转子的初始位置后确定驱动脉冲电压的施加位置，然后基于驱动脉冲电压的施加位置相继施加前脉冲电压和后脉冲电压，通过比较由前脉冲电压产生的前响应电流和由后脉冲电压产生的后响应电流可以估算出转子是否达到换相位置，从而确定准确的换相时机，而无需设置位置传感器，这允许无刷直流电机的成本有利的和紧凑的构造并且能够实现无刷直流电机的精确控制。此外，在根据本专利技术的起动控制方法中，通过施加单独设置的驱动脉冲电压，可以明显增大无刷直流电机的输出转矩，从而提升无刷直流电机的工作性能。
8、示例性地，所述前脉冲电压的施加位置为相对于所述驱动脉冲电压的施加位置沿所述旋转方向间隔开60°，而所述后脉冲电压的施加位置为相对于所述驱动脉冲电压的施加位置逆着所述旋转方向间隔开60°，其中，当所述前响应电流小于等于所述后响应电流并且所述后响应电流减去所述前响应电流的差值大于等于预先确定的阈值时判断应进行换相。
9、示例性地，所述前脉冲电压的施加位置为相对于所述驱动脉冲电压的施加位置逆着所述旋转方向间隔开60°，而所述后脉冲电压的施加位置为相对于所述驱动脉冲电压的施加位置沿所述旋转方向间隔开60°，其中，当所述前响应电流大于等于所述后响应电流并且所述前响应电流减去所述后响应电流的差值大于等于预先确定的阈值时判断应进行换相。
10、示例性地，在步骤s1中，通过控制所述无刷直流电机的各个功率开关器件的开关在定子绕组的不同的导通状态中分别注入检测脉冲电压来确定所述转子所处于的60°扇区，所述60°扇区的中间位置相应于所述转子的所述初始位置；和/或，在步骤s2中，所述驱动脉冲电压的施加位置设置为，根据所述转子所处于的60°扇区的中间位置沿所述旋转方向旋转90°。
11、示例性地，所述前脉冲电压、所述后脉冲电压和所述驱动脉冲电压共同形成脉冲电压循环，其中，所述前脉冲电压、所述后脉冲电压和所述驱动脉冲电压彼此间隔开地实施。
12、示例性地，所述驱动脉冲电压的持续时间大于所述前脉冲电压和所述后脉冲电压的持续时间的和，优选为所述前脉冲电压和所述后脉冲电压的持续时间的和的四倍；和/或，所述前脉冲电压和所述后脉冲电压的持续时间根据所述无刷直流电机的定子的电感参数确定。
13、示例性地，所述驱动脉冲电压包括多个相继施加的驱动子脉冲电压。
14、示例性地，在施加所述前脉冲电压和所述后脉冲电压时，相应于导通状态的上桥臂和下桥臂的功率开关器件同时开启和关闭，而在施加所述驱动脉冲电压时，相应于导通状态的上桥臂的功率开关器件以脉冲宽度调制的方式开启和关闭并且所述功率开关器件的相应于导通状态的下桥臂的功率开关器件保持开启。
15、示例性地，当所述转子的转速达到预设定值时，将所述无刷直流电机转化为闭环控制模式。
16、根据本专利技术的第二方面，提供一种无刷直流电机系统，其中，所述无刷直流电机系统构造用于实施根据本专利技术的用于无刷直流电机的起动控制方法，并且所述无刷直流电机系统至少包括：
17、-无刷直流电机；
18、-变换器，所述变换器包括六个开关功率器件，所述开关功率器件以三相六臂全桥的形式布置，其中，所述变换器构造用于向所述无刷直流电机施加脉冲电压；
19、-电流检测模块，所述电流检测模块构造用于检测所述无刷直流电机的响应电流；和
20、-控制器，所述控制器接收所述电流检测模块的关于所述响应电流的信号并且根据所述响应电流控制所述变换器。
21、示例性地，所述无刷直流电机系统集成地构造。
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【技术保护点】
1.一种用于无刷直流电机(10)的起动控制方法，其特征在于，所述起动控制方法至少包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的起动控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的起动控制方法，其特征在于，
4.根据前述权利要求中任一项所述的起动控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的起动控制方法，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的起动控制方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的起动控制方法，其特征在于，
8.根据前述权利要求中任一项所述的起动控制方法，其特征在于，
9.一种无刷直流电机系统(100)，其特征在于，所述无刷直流电机系统(100)构造用于实施根据权利要求1至8中任一项所述的用于无刷直流电机(10)的起动控制方法，并且所述无刷直流电机系统(100)至少包括：
10.根据权利要求9所述的无刷直流电机系统(100)，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种用于无刷直流电机(10)的起动控制方法，其特征在于，所述起动控制方法至少包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的起动控制方法，其特征在于，
3.根据权利要求1或2所述的起动控制方法，其特征在于，
4.根据前述权利要求中任一项所述的起动控制方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的起动控制方法，其特征在于，
6.根据前述权利要求中任一项所述的起动控制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凯楠，史鹏飞，
申请(专利权)人：博世电动工具中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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