[發(fā)明專(zhuān)利]基于級(jí)聯(lián)式變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811387416.8
• 申請(qǐng)日: 2018-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109600078B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳家新;李陽(yáng);陳先如;宛俊偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02P6/10
• 分類(lèi)號(hào): H02P6/10;H02P6/14
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋纓;錢(qián)文斌

本發(fā)明涉及一種基于級(jí)聯(lián)式變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)抑制方法，在永磁無(wú)刷直流電機(jī)的逆變器前加裝串聯(lián)的一級(jí)變換器和二級(jí)變換器，其中，一級(jí)變換器和二級(jí)變換器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)均由永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理器控制驅(qū)動(dòng)；在換向期間，數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)滯環(huán)控制的方式控制一級(jí)變換器的輸出電壓，使無(wú)刷直流電機(jī)端電壓滿(mǎn)足換相過(guò)程中力矩波動(dòng)可抑制性判據(jù)；在非換相過(guò)程中，數(shù)字信號(hào)處理器將二級(jí)變換器的占空比設(shè)置為50％，以此來(lái)控制二級(jí)變換器的輸出電壓，使得二級(jí)變換器的輸出電壓是一級(jí)變換器的輸出電壓的二分之一，以滿(mǎn)足非換相過(guò)程中力矩波動(dòng)可抑制性判據(jù)。本發(fā)明可以有效的抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于級(jí)聯(lián)式變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)抑制方法。

背景技術(shù)

永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)擁有和直流電機(jī)相媲美的調(diào)速性能，性能穩(wěn)定，電路簡(jiǎn)單，控制精準(zhǔn)，因此，電磁通常用作執(zhí)行器并在工業(yè)中廣泛使用。

就目前的控制方式而言，無(wú)刷直流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，易產(chǎn)生噪音，給系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行和使用壽命帶來(lái)不利影響。而且國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行大量的研究分析，主要是針對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、磁阻轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、換向轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)提出了具體的解決方法，有效地減小了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)現(xiàn)象，但是多數(shù)局限于控制算法的研究和探討。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于級(jí)聯(lián)式變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)抑制方法，可以有效的抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使無(wú)刷直流電機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定安全。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于級(jí)聯(lián)式變換器的永磁無(wú)刷直流電機(jī)力矩波動(dòng)抑制方法，在永磁無(wú)刷直流電機(jī)的逆變器前加裝級(jí)聯(lián)的一級(jí)變換器和二級(jí)變換器，其中，一級(jí)變換器和二級(jí)變換器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)均由永磁無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理器控制驅(qū)動(dòng)；在換向期間，數(shù)字信號(hào)處理器實(shí)時(shí)采樣電機(jī)相電流作為電流內(nèi)環(huán)的反饋，通過(guò)滯環(huán)控制的方式控制一級(jí)變換器的輸出電壓，使無(wú)刷直流電機(jī)端電壓滿(mǎn)足換相過(guò)程中力矩波動(dòng)可抑制性判據(jù)；在非換相過(guò)程中，數(shù)字信號(hào)處理器將二級(jí)變換器的占空比設(shè)置為50％，以此來(lái)控制二級(jí)變換器的輸出電壓，使得二級(jí)變換器的輸出電壓是一級(jí)變換器的輸出電壓的二分之一，以滿(mǎn)足非換相過(guò)程中力矩波動(dòng)可抑制性判據(jù)。

所述一級(jí)變換器包括第一開(kāi)關(guān)管、第一二極管和第一電感，所述第一開(kāi)關(guān)管的控制極與數(shù)字信號(hào)處理器的第一驅(qū)動(dòng)端相連，陽(yáng)極與電壓端相連，陰極與第一電感的一端相連，所述第一電感的另一端與二級(jí)變換器相連，第一電感的一端還與第一二極管的負(fù)極相連，所述第一二極管的正極接地。

所述二級(jí)變換器包括第二開(kāi)關(guān)管、第二二極管、第二電感和第三二極管；所述第二開(kāi)關(guān)管的控制極與數(shù)字信號(hào)處理器的第二驅(qū)動(dòng)端相連，陽(yáng)極與一級(jí)變換器的輸出端相連，陰極與第二電感的一端相連，所述第二電感的另一端與逆變器的輸入端相連，所述第二電感的一端還與第二二極管的負(fù)極相連，所述第二二極管的正極接地；所述第三二極管的正極與第二電感的另一端相連，負(fù)極與一級(jí)變換器的輸出端相連。

所述數(shù)字信號(hào)處理器通過(guò)控制第二開(kāi)關(guān)管的通斷將二級(jí)變換器的占空比設(shè)置為50％。

有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：本發(fā)明通過(guò)調(diào)節(jié)逆變器前端的級(jí)聯(lián)式變換器，使得永磁無(wú)刷直流電機(jī)在非換相期間和換相期間分別滿(mǎn)足力矩波動(dòng)的可抑制性判據(jù)，從而有效抑制永磁無(wú)刷直流電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并且提高了電源利用率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。