[發明專利]無刷直流電機180°方波控制方法及其控制模塊和變頻器

有效

• 申請號: 201310698184.9
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103647482A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 李柏松;陳偉;金辛海
• 申請（專利權）人: 上海新時達電氣股份有限公司;上海辛格林納新時達電機有限公司
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06;H02P27/06
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 劉衛宇

技術領域

本發明涉及無刷直流電機的控制技術。

背景技術

無刷直流電機憑借結構簡單、高效等優點，近些年來得到了很大關注，其應用也越來越廣泛。無刷直流電機通常采用120°控制方式，在這種控制方式下，某一時刻只有兩相工作，而另一相懸空。與一般的交流電機不同，由于無刷直流電機同一時刻只有兩相工作，因此無法使用在交流電機控制中已經得到廣泛應用的SVPWM調制。另外，在實現無刷直流電機無傳感器控制時，通常需要端電壓檢測電路來檢測懸空相的端電壓，根據測得的端電壓可以獲得反電勢過零點，進而獲得換相位置。如果無刷直流電機三相同時工作，就可以根據每相的占空比計算出對應相的端電壓，這樣即使沒有端電壓檢測電路也能實現無刷直流電機無傳感器控制。無刷直流電機具有梯形反電勢，若通正弦波電流，會引起轉矩脈動，為了減小轉矩脈動，其電流波形一般為方波。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種使用SVPWM調制的無刷直流電機180°方波控制方法，其能實現在無刷直流電機定子的三相繞組同時工作的情況下，各相電流的波形呈方波。

本發明所要解決的又一技術問題在于提供一種采用上述方法的無刷直流電機180°方波控制模塊。

本發明所要解決的再一技術問題在于提供一種采用上述方法的變頻器。

本發明提供了一種無刷直流電機180°方波控制方法，包括以下步驟：

實時采集逆變器的輸入電壓U_dc和無刷直流電機a、b、c三相的三相相電流i_a、i_b和i_c，并獲取該無刷直流電機的實際轉速ω和轉子位置；

根據無刷直流電機的給定轉速ω^*和實際轉速ω計算出給定轉矩電流I^*；

根據所述的給定轉矩電流I^*和無刷直流電機的轉子位置計算出無刷直流電機的三相給定相電流i^*_a、i^*_b和i^*_c；

根據給定相電流i^*_a、i^*_b和i^*_c和采集到的實際相電流i_a、i_b和i_c，計算出無刷直流電機的三相相電壓U^*_a、U^*_b和U^*_c；

根據轉子位置和實際轉速ω計算出無刷直流電機的三相相反電勢e_a、e_b和e_c；將計算出的三相相電壓U^*_a、U^*_b和U^*_c分別與三相相反電勢e_a、e_b和e_c求和，得到補償后的三相相電壓U_a、U_b和U_c；

根據采集的逆變器的輸入電壓U_dc以及補償后的三相相電壓U_a、U_b和U_c計算輸出到逆變器的三相SPVWM信號的占空比d_a、d_b和d_c，將三相SPVWM信號輸出到逆變器，通過逆變器控制無刷直流電機運行。

本發明還提供了一種無刷直流電機180°方波控制模塊，包括：

速度調節單元，用于根據無刷直流電機的給定轉速ω^*和實際轉速ω計算出給定轉矩電流I^*；

相電流給定計算單元，用于根據速度調節單元算出的給定轉矩電流I^*和無刷直流電機的轉子位置計算出無刷直流電機的三相給定相電流i^*_a、i^*_b和i^*_c；