一、概述 在直流无刷电机的无传感器控制中，要想根据转子磁极与定子绕组之间的相对位置来 实现电子换相，并对力矩和转速实施控制，就需要知道转子的位置。因为没有位置传感器， 所以就需要通过某些算法来估算转子的位置。而估算转子位置的方法也有很多，如高频注 入法、电感法、反电动势过零估算法等 在以上转子位置估算方法中，比较简单易实现的方法是反电动势过零估算法，该方法 的实现原理是当某相反电动势出现过零点时(反电动势为零)，必定有转子磁极的 N 极或 S 极与该相绕组对齐，然后对于方波控制来说，仅需再等待 30 度电角度即可对绕组的通电 电流方向进行切换，以此方法即可实现对电机进行正常闭环控制。下图一为该方法的检测 示意图：  上图一中，示意了有霍尔传感器控制时，当转子 N 极对齐 U 相绕组时，此时 U 相绕组 感应出来的反电动势为 0，出现反电动势过零点，假设转子逆时针旋转，则在有霍尔传感 器方波六步换相控制时，图示位置再逆时针旋转 30 度电角度(一对极电机也是 30 度机械角 度)后，HB 霍尔将感应到转子磁极由 N 极到 S 极的变化，HB 的输出电平状态也将发生跳变 当检测到三个霍尔中有任何一个霍尔输出电平状态发生变化时，会对绕组的通电电流 方向进行切换。根据这个思路，即使把霍尔传感器去掉，只要我们能够检测到反电动势过 零点之后，再过 30 度电角度，我们同样可以对绕组的通电方向进行切换 二、反电动势过零点检测方法 通过前面的内容，我们已经知道只要能够检测出反电动势过零点，再延时 30 度电角度， 即可对定子绕组的通电电流方向进行切换。那么，怎样才能够检测出反电动势过零点呢？ 要弄清楚这个问题，我们需要了解电机的电压平衡方程式，从电压平衡方程式的角度来推导这个问题。下图二示意了无转子位置传感器的功率驱动电路。图三示意了图二对应的等 效电路图   当电机正常运行时，对于星型连接的三相电机电枢绕组的电压平衡方程式为：  以上 3 个式子中，Uun，Uvn，Uwn 表示三相相电压，Iu，Iv，Iw 表示相电流，R 表示绕组内阻，L 表示绕组电感量，Eun，Evn，Ewn 表示三相反电动势 对于图三的等效电路来说，此时绕组的通电是 U 相接电源正，V 相接电源负，W 相不通电（悬空 相），根据这个关系，我们可以得出以下条件：  为了进一步分析，我们画出绕组的驱动电压跟反电动势波形，如下图四所示：  从上图四，我们可以知道，对于具有梯形波反电动势的电机来说，在悬空相出现过零点时，有以下 关系成立：  所以，在悬空相（W 相）反电动势过零点的位置处，结合电压平衡方程式及已知条件(4)(5)(6)(7)， 可以推出： 
|
