[發(fā)明專利]一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810223555.0
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108574429A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫玉坤;張寬;袁野;黃永紅;朱志瑩;孟高軍
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: H02P6/10
• 分類號: H02P6/10;H02P6/14;H02P23/14;H02P23/30
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法，其特征在于，參考無刷直流電機轉(zhuǎn)速和實際轉(zhuǎn)速的差值輸入到PID的調(diào)節(jié)器中，PID調(diào)節(jié)器輸出參考轉(zhuǎn)矩T_e^*，參考轉(zhuǎn)矩T_e^*和實際轉(zhuǎn)矩T_e的差值輸入到兩點式轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器中，根據(jù)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸出導(dǎo)通相應(yīng)的繞組，同時結(jié)合檢測裝置反饋的電機轉(zhuǎn)子位置角θ，加入電流預(yù)測控制，最終使得電機在低速、中速、高速運行轉(zhuǎn)矩脈動最小化。

2.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法，其特征在于，在轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)中，霍爾位置信號跳變標志換相的開始，關(guān)斷相電流減少至零標志換相的結(jié)束，非換相時刻進行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，換相時刻進行重疊換相，并且在換相期間采取了關(guān)斷相和非換相相同步PWM調(diào)制而開通相恒通的措施，同時加入了電流預(yù)測模塊進行占空比的計算。

3.如權(quán)利要求2所述的一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法，其特征在于，電流預(yù)測模型包括如下控制步驟：

步驟1)換相時刻采樣當前時刻即k時刻的非換相相電流值和電機轉(zhuǎn)速；

步驟2)根據(jù)電機當前時刻即k時刻的運行狀態(tài)，獲得三相繞組相反電動勢；

步驟3)根據(jù)當前時刻即k時刻的三相繞組端電壓，三相繞組反電動勢、當前時刻k時刻的非換相電流值以及下一時刻k+1非換相相電流預(yù)測值，計算出預(yù)算控制律D，從而控制逆變電路輸出；

步驟4)重復(fù)步驟1)-3)，直至換相結(jié)束，進行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制。

4.如權(quán)利要求3所述的一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法，其特征在于，步驟3)中，電流預(yù)測模型計算預(yù)測控制律D為：

a)高速區(qū)段換相期間電流預(yù)測控制的表達式:

b)低速區(qū)段換相期間電流預(yù)測控制的表達式:

其中，U_(k)是k時刻施加在關(guān)斷相和非換相相兩相繞組之間的電壓，R是繞組電阻，i_(k)是k時刻非換相繞組電流，i_(k+1)是k+1時刻非換相繞組電流，L是繞組電感，T是采樣周期，E_(k)是k時刻的三相反電動勢幅值，U_bus是直流母線電壓。

5.如權(quán)利要求2所述的一種無刷直流電機寬調(diào)速范圍低轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法，其特征在于，對轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)控制中還需要對電磁轉(zhuǎn)矩進行觀測，在實際的控制系統(tǒng)，可檢測量包括定子對地端電壓、定子電流、中性點電壓、電機轉(zhuǎn)速，采用如下轉(zhuǎn)矩計算模型：

T_e＝(e_ai_a+e_bi_b+e_ci_c)/Ω

其中，u_a，u_b，u_c為三相定子對地端電壓，u_n為中性點電壓，e_a，e_b，e_c為三相定子反電勢，i_a，i_b，i_c為三相定子電流，L為定子自感，M是定子間互感。