[發明專利]永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法

有效

• 申請號: 201710758554.1
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN108258950B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 蔣全
• 申請（專利權）人: 蘇州博牛電氣有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20;H02P6/182
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明展示了一種基于恒相電流激勵下測量線感應電動勢過零點的永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法，在電機的起動過程中僅依靠測量電機端電壓和電流來測量電機的換相轉子位置，確定電機電流換相的準確時刻從而實現電機的可靠、快速起動。

技術領域

本發明涉及電機控制技術，具體的，其展示一種基于恒相電流激勵下測量線感應電動勢過零點的的永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法。

背景技術

永磁無刷直流電機由于擁有高功率密度、高轉矩密度、效率高、體積小、免維護、轉矩線性快速可控，在機器人、工業制動化設備、飛行器、自動行走車、汽車、新能源汽車、家用電氣、電動工具、空氣壓縮機等都得到了廣泛的應用。為了實現可靠起動和準確的轉矩控制，大多數永磁無刷直流電機驅動控制器都要求在永磁無刷直流電機裝有轉子位置傳感器。這增加了電機的體積和成本，降低了系統可靠性。許多科研人員對無位置傳感器的永磁無刷直流電機驅動控制進行了廣泛深入的研究，也取得了許多成果。

當永磁無刷直流電機沒有位置傳感器，其驅動控制器的最大難點是如何實現電機及其驅動負載的可靠和快速的起動，特別是在電機從靜止開始起動的低速范圍里，如何實現其快速和可靠的起動。

目前，通過對電機的電感測量可以知道電機的轉子初始位置，或者給電機加兩相激勵電流使電機轉動到特定的轉子初始位置，然后施加正確的電機相繞組電流使電機產生方向正確、最大或接近最大的轉矩起動，但是在這之后，何時進行電流換相，即如何隨電機轉子位置的改變而改變電機的相電流，以使得電機不論電機的速度如何而都能一直產生正確方向的最大或接近最大的轉矩，確保電機及其驅動的負載可靠、快速起動到所需的運行速度。

現階段使用的電機起動方法是建立在電機在第一次施加激勵電流時產生電機正確的電動轉矩后，電機的速度能立即加速到足夠大，然后通過檢測相感應電勢過零點，測量電機的轉子位置，通過一定的延時來保證電機在第二次施加激勵電流即換相施加激勵電流時仍然能產生正確方向且最大或接近最大的轉矩；如果在一定的時間內，電機沒有換相或電機的速度沒有達到期望的值，就再次測量電機電感來估計電機轉子位置所在。現階段的方法存在起動失敗的風險和起動時間長的問題，還存在起動過程耗能較多的問題。

因此，有必要提供一種永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于恒相電流激勵下測量線感應電動勢過零點的永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法，在電機的起動過程中僅依靠可測的電機電壓和電流信號來測量電機的轉子位置，確定電機電流的換相準確時刻從而實現電機的可靠、快速起動。

本發明通過如下技術方案實現上述目的：

一種永磁無刷直流電機驅動起動的控制方法，包括如下步驟：

1)以下列方程表示三相永磁電機：

i_A+i_B+i_C＝0 (10)

2)簡化電機模型，具體簡化結果為：

3)應用恒電流控制系統于起動過程，此時可簡化方程式(6)為：

4)將方程組(8)進行兩兩相減，通過電機的端電壓和電流求得電機的線感應電動勢，如方程組(9)-(11)：