[發明專利]應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統

在審

• 申請號: 201610100452.6
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105529971A
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 魏振;豐向陽
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: H02P7/28
• 分類號: H02P7/28
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 胡恩河

技術領域

本發明屬于無刷直流電機控制領域，具體涉及一種應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統。

背景技術

高速無刷直流電機采用Buck（直流降壓）變換器加三相逆變橋的方式進行驅動，其換相時刻由位置信號決定，位置信號是通過三個霍爾傳感器得到的，由于霍爾傳感器受到電機磁場、RC濾波器以及安裝位置偏差等影響，其發出的換相信號滯后于真實的換相信號，存在一定的滯后角度。當電機工作在高速時，該換相滯后角會引起直流電機非導通相繞組出現較大續流，導通相繞組在關斷前出現較大的電流尖峰，導致電機相電流波形發生畸變，電機發熱量增加，溫度升高，從而產生額外的電機損耗。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統。

本發明技術方案的原理：

高速無刷直流電機換相滯后角補償方法通過DSP（數字信號處理器）在換相中斷程序中將換相點提前以實現對滯后角的補償。

滯后角由中斷延遲滯后角、安裝誤差角、RC濾波滯后角三部分組成，其中中斷延遲、霍爾傳感器安裝誤差都是靜態誤差，可以通過測量獲得，霍爾信號經RC濾波器產生的動態誤差則通過計算獲得。

無刷直流電機以霍爾信號為中斷觸發信號，按照一定的順序，每60°電角度（一個換相周期為60°電角度）進行一次換相，由于中斷服務程序只能進行中斷延時，不能進行中斷超前。為了實現滯后角補償，必須先根據電機的實時轉速計算出60°電角度對應的換相周期，再將換相順序提前60°電角度（一個換相周期），然后在中斷程序中，通過定時程序推遲60°電角度減去滯后角后對應的時間，再進行換相，這樣便將換相時刻提前了一定的滯后角，實現了滯后角補償的目的。

本發明的技術方案是：

應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統，包括直流電源、Buck變換器、三相逆變橋、無刷直流電機和DSP控制板；所述Buck變換器由可控硅T1、二極管D1、電感L1以及電容C1組成，所述三相逆變橋由三個橋臂的六個可控硅Q1-Q6組成；直流電源的正端與可控硅T1的集電極連接，直流電源的負端與二極管D1的陽極、電容C1的負極連接，電感L1一端同時與可控硅T1的發射極、二極管D1的陰極連接，電感L1的另一端與電容C1的正極連接；電容C1的正極與可控硅Q1、可控硅Q3、可控硅Q5的集電極連接，電容C1的負極與可控硅Q2、可控硅Q4、可控硅Q6的發射極連接，可控硅Q1的發射極與可控硅Q2的集電極連接，可控硅Q3的發射極與可控硅Q4的集電極連接，可控硅Q5的發射極與可控硅Q6的集電極連接；無刷直流電機的A相與可控硅Q1的發射極、可控硅Q2的集電極連接，無刷直流電機的B相與可控硅Q3的發射極、可控硅Q4的集電極連接，無刷直流電機的C相與可控硅Q5的發射極、可控硅Q6的集電極連接；無刷直流電機產生的三個霍爾信號HallA、HallB和HallC由DSP控制板接收；DSP控制板產生的PWM信號由Buck變換器接收。

本發明的有益效果是：

本發明能有效消除電機換相滯后角，抑制非導通相續流及導通相電流關斷前的電流尖峰，達到減小直流電機相電流波形畸變，減少電機發熱量，降低電機損耗，提高電機效率的目的。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明中霍爾信號值與無刷直流電機的導通相對應圖；

圖3是本發明高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的主程序流程示意圖；

圖4是本發明中霍爾信號中斷子程序的流程示意圖。

其中：

1直流電源2Buck變換器

3三相逆變橋4無刷直流電機

5DSP控制板。

具體實施方式

下面結合實施例對說明書附圖對本發明應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統進行詳細說明：

如圖1所示，一種應用高速無刷直流電機換相滯后角軟件補償方法的控制系統，包括直流電源1、Buck變換器2、三相逆變橋3、無刷直流電機4和DSP控制板5；所述Buck變換器2由可控硅T1、二極管D1、電感L1以及電容C1組成，所述三相逆變橋3由三個橋臂的六個可控硅Q1-Q6組成。