[發(fā)明專利]一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811566647.5
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109687781B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚浩東;景立群;宋士偉
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州湘濱電子科技有限公司
• 主分類號: H02P6/34
• 分類號: H02P6/34;H02P6/08;H02P6/28
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 項軍

1.一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟S1，建立電機(jī)動態(tài)模型，電機(jī)動態(tài)模型和電壓的導(dǎo)通角有關(guān)：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(30°,90°]時，狀態(tài)方程為：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(90°,150°]時，狀態(tài)方程為：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(150°,210°]時，狀態(tài)方程為：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(210°,270°]時，狀態(tài)方程為：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(270°,330°]時，狀態(tài)方程為：

當(dāng)導(dǎo)通角θ∈(330°,360°]∪[0°,30°]時，狀態(tài)方程為：

上述狀態(tài)方程中變量的含義：

p:微分算子

i_a,b,c:a、b、c相電流

L:相電感

R_s:相電阻；

v_ab:a、b線電壓

e_ab:a、b線反電勢

步驟S2，將步驟S1建立的電機(jī)動態(tài)模型和電機(jī)的機(jī)械動力學(xué)方程一起構(gòu)成電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)模型,電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)模型用來對電機(jī)的動態(tài)性能進(jìn)行仿真，

電機(jī)的機(jī)械動力學(xué)方程：

T_e＝λ_p[f_a(θ_r)i_a+f_b(θ_r)i_b+f_c(θ_r)i_c]

T_e：電轉(zhuǎn)矩

λ_p：輔助磁鏈

i_a、_b、_c：a、b、c相電流

θ_r：用弧度表示的轉(zhuǎn)子位置

f_a、_b、_c(θ_r)：a、b、c相輔助磁鏈隨角度θ_r變化的函數(shù)

J:轉(zhuǎn)動慣量

T_e:電轉(zhuǎn)矩

T_l:負(fù)載轉(zhuǎn)矩

μ:摩擦系數(shù)

P:極數(shù)；

ω_m:機(jī)械角速度，rad

θ_r：用弧度表示的轉(zhuǎn)子位置

步驟S3，通過對電機(jī)動態(tài)模型的仿真可以得出超前角控制對電機(jī)性能的影響；

步驟S4，根據(jù)超前角控制對電機(jī)性能的影響，控制超前角，從而提高電機(jī)最大轉(zhuǎn)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于：使用MATLAB軟件對電機(jī)動態(tài)模型進(jìn)行建模仿真，得到轉(zhuǎn)速大于基速時轉(zhuǎn)速和超前角的對應(yīng)關(guān)系并做成查找表，

θ_a＝θ_a_Table[ω_m]

θ_a_Table:根據(jù)仿真結(jié)果得到的θ_a和ω_m對應(yīng)關(guān)系。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于：仿真的電機(jī)參數(shù)：額定電壓24V、額定轉(zhuǎn)速700rpm，額定轉(zhuǎn)矩3.75N.m，電動勢常數(shù)0.02V/rad、極對數(shù)4。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于：轉(zhuǎn)速和超前角的對應(yīng)關(guān)系：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于：當(dāng)需要的轉(zhuǎn)速超過基速時，根據(jù)查找表得到對應(yīng)的θ_a，表格中兩個轉(zhuǎn)速之間的轉(zhuǎn)速對應(yīng)的超前角通過線性插值計算得到。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種通過相位超前策略提高無刷直流電機(jī)最大轉(zhuǎn)速的方法，其特征在于：當(dāng)超前角為0時，在相電流為0時，相電壓的波形反映了相反電勢的波形，換向時，由于續(xù)流，會出現(xiàn)正向關(guān)斷時的負(fù)脈沖和負(fù)向關(guān)斷時的正脈沖，超前角為30°時，電磁轉(zhuǎn)矩為超前角為0°時的2.5倍，轉(zhuǎn)矩的提升是因為在整個電周期中，外加電壓都比反電動勢高，從而增大了電流幅值，使得轉(zhuǎn)矩增大。