[發明專利]一種基于合成電流控制的無刷直流電機瞬時轉矩控制方法

有效

• 申請號: 201510089164.0
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104753410B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 李珍國;王江浩;高雪飛
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

1.一種基于合成電流控制的無刷直流電機瞬時轉矩控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟：

(1)將工頻交流電源經整流、濾波處理得到直流電源；

(2)將直流電源通過功率變換器轉化成交流電源，向無刷直流電機供電；

(3)通過位置傳感器確定無刷直流電機的轉子位置θ，通過速度計算單元，計算出無刷直流電機的實際轉速ω_rm；

(4)電機指令轉速與實際轉速ω_rm作差得到速度差Δω_rm，將速度差Δω_rm輸入到速度PI調節器，得到無刷直流電機的合成電流給定值I*；

(5)合成電流與轉矩之間的關系為：

T_e＝i_Ak_Ag_max+i_Bk_Bg_max+i_Ck_Cg_max＝g_max·(i_Ak_A+i_Bk_B+i_Ck_C）＝g_max·I

式中，T_e為電機轉矩、g_max為相反電勢系數的峰值、k_A、k_B、k_C為當前位置的A、B、C三相相反電勢系數同相反電勢系數的峰值之間比值、i_A、i_B、i_C為A、B、C三相相電流大小、I為合成電流；

從上式中可知，電機轉矩T_e與合成電流I成正比關系，控制合成電流既是控制電機轉矩，減小合成電流的波動既是減小轉矩的波動；

(6)通過位置傳感器確定無刷直流電機的轉子位置θ，通過扇區判斷得到轉子所處扇區信息S，根據轉子扇區信息S判斷出無刷直流電機非換相相、關斷相、開通相；

(7)利用轉子位置θ查詢相電流系數數據庫得到合成電流系數k₁、關斷相電流系數k₂，所述相電流系數數據庫為k₁-θ、k₂-θ關系數據庫，將合成電流給定值I*、關斷相電流i₂、合成電流系數k₁、關斷相電流系數k₂輸入非換相相電流計算公式，得到非換相相電流給定值i₁^*；

非換相相電流計算公式為：

i₁＝k₁I-k₂i₂

式中，i₁為非換相相電流、I為合成電流、i₂為關斷相電流、k₁為與轉子位置θ相關的合成電流系數、k₂為與轉子位置θ相關的關斷相電流系數，k₁、k₂可直接通過轉子位置θ查詢相電流系數數據庫得到；

(8)將非換相相電流給定值i₁^*與非換相相電流實際值i₁作差，經過電流PI調節得到所需占空比D₁，將占空比D1與占空比D2相加，占空比D2是與轉速成正比的；得到非換相區開通相的占空比D；利用實際轉速ω_rm以及進入換相區瞬間的非換相相電流給定值i₁^*計算得到電感壓降所占占空比D_L；

根據轉子所處扇區信息S，查詢開關狀態查詢表中的開關管狀態，控制開關管的開通關斷，驅動無刷直流電機運行。