[發明專利]能夠抑制轉矩脈動的大功率雙轉無刷直流電機換相方法

有效

• 申請號: 201610369348.7
• 申請日: 2016-05-30
• 公開（公告）號: CN106059405B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 張克涵;狄正飛;胡欲立;宋保維;潘光;嚴衛生;劉明雍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/17
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明屬于雙轉無刷直流電機控制領域，具體是能夠抑制轉矩脈動的大功率雙轉無刷直流電機換相方法。

背景技術

大功率無刷直流電機具有運行效率高、調速性能好、可靠性高等優點，在航空、航天、航海等眾多領域，均可使用大功率無刷直流電機作為推進執行機構。大功率雙轉無刷直流電機是基于作用力和反作用力的原理設計的，在電磁轉矩的推動下內外兩個轉子同時向相反方向旋轉。這種大功率雙轉無刷直流電機主要應用于水下雙軸對轉推進系統中，可以有效防止發生橫滾現象，顯著提高水下航行器的推進效率。

無刷直流電機由于采用電子換相，在運行過程中不可避免地存在換相轉矩脈動和PWM調制脈動。大功率無刷直流電機在運轉時的額定轉矩較大，如果不對轉矩脈動加以抑制，會嚴重影響系統的壽命和穩定性。大功率雙轉無刷直流電機由于內外轉子都在轉動，系統運行更加復雜，增加了換相控制和轉矩抑制的難度，因此發明一種能夠抑制轉矩脈動的大功率雙轉無刷直流電機換相方法顯得十分重要。

發明內容

要解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提出能夠抑制轉矩脈動的大功率雙轉無刷直流電機換相方法。

技術方案

一種能夠抑制轉矩脈動的大功率雙轉無刷直流電機換相方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：在復雜可編程邏輯器件CPLD中對霍爾位置信號D_HA2_OUT、D_HB2_OUT、D_HC2_OUT、Z_HA2_OUT、Z_HB2_OUT、Z_HC2_OUT進行兩兩相或邏輯運算，得到信號D_HA_OUT和Z_HA_OUT輸入到DSP控制器中；

D_HA_OUT＝D_HA2_OUT||D_HB2_OUT

+D_HA2_OUT||D_HC2_OUT

+D_HB2_OUT||D_HC2_OUT

Z_HA_OUT＝Z_HA2_OUT||Z_HB2_OUT

+Z_HA2_OUT||Z_HC2_OUT

+Z_HB2_OUT||Z_HC2_OUT

步驟2：在DSP控制器中內外轉子均轉過一對極的情況下，計算內轉子位置θ_n、外轉子位置θ_w：

內轉子實時角度

外轉子實時角度

其中：T_n為內轉子距離上一個D_HA1_OUT下降沿的時間寬度；

T_nb為內轉子上一圈兩個D_HA1_OUT下降沿之間的時間寬度；

T_w為外轉子距離上一個Z_HA1_OUT下降沿的時間寬度；

T_wb為外轉子上一圈兩個Z_HA1_OUT下降沿之間的時間寬度；

步驟3：根據霍爾位置信號D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT組合信號狀態對內轉子位置θ_n進行角度修正：

當D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT組合信號狀態為0x0101，如果θ_n大于等于30度，則將θ_n修正為30度；

當D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT組合信號狀態為0x0100，如果θ_n小于等于30度，則將θ_n修正為30度；如果θ_n大于等于60度，則將θ_n修正為60度；

當D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT組合信號狀態為0x0110，如果θ_n小于等于60度，則將θ_n修正為60度；如果θ_n大于等于90度，則將θ_n修正為90度；

當D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT組合信號狀態為0x0111，如果θ_n小于等于90度，則將θ_n修正為90度；如果θ_n大于等于120度，則將θ_n修正為120度；