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专利号: 2016111133858
申请人: 南京邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-04-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置,其特征在于,包括无刷直流电机、三相全桥逆变器、霍尔位置传感器、PWM产生和逻辑控制装置、反馈电流选择模块、电流调节器、速度计算模块、PI调节器、提前角度计算模块,其中霍尔位置传感器安装在无刷直流电机上,输出三相霍尔位置信号到速度计算模块和提前角度计算模块,速度计算模块输出电机转子旋转的机械角速度经过PI调节器输出给定电流值;通过电流传感器测得的电机三相绕组的相电流,其信号既输入到提前角度计算模块又输入到反馈电流选择模块;提前角度计算模块输出经过提前角度处理后的换相逻辑;反馈电流选择模块根据当前逻辑选择反馈电流,将两相导通区间的正相电流进行反馈,与给定电流相减后输出电流误差信号给电流调节器;电流调节器采用PI调节器或滞环比较器形式,其输出接入PWM产生和逻辑控制装置;PWM产生和逻辑控制装置输出三相全桥逆变器的六个开关管的驱动信号,控制无刷直流电机;

其中,提前角度计算模块中用于检测定子绕组电流的电流检测传感器产生三个电流信号输出到逻辑单元,经过异或逻辑处理成采样单元的触发信号,用于检测转子位置的霍尔传感器输出连续的转子位置信号到采样器,经过采样形成换相过程中电流幅值相等时刻角度信号;用于采集当前换相周期反电动势幅值交点位置信号的标准角度生成器,采样器输出信号与标准角度生成器输出的信号差值得到电流幅值交点落后或超前反电动交点的角度,换相角度生成器根据信号差值判断下一个周期是提前还是滞后导通。

2.根据权利要求1所述的降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置,其特征在于,所述提前角度计算模块包括三个比较器、异或逻辑处理模块、角度计算模块、角度采样模块、标准角度更新模块、角度差值计算模块、换相控制模块;上述提前角度计算模块中所述三个比较器的输入端接电流检测信号,输出端接所述异或逻辑处理模块;

所述角度计算模块的输入端接霍尔传感器检测到的位置信号,第一输出端接所述角度采样模块与换相控制模块,第二输出接所述标准角度更新模块的第一输入端;

所述角度采样模块的第一输入端接所述异或逻辑处理模块的输出端,第二输入端接所述角度计算模块的第一输出端;输出端接所述角度差值计算模块的第二输入端;

所述标准角度更新模块的第二输入端接所述换相控制模块的输出端;输出端接所述角度差值计算模块第一输入端;

所述角度差值计算模块的输出端接换相控制模块的第二输入端。

3.基于权利要求1或2任意一项所述的降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,构建提前角度计算模块;

步骤2,电流检测电路实时采集无刷直流电机三相绕组的相电流,三个比较器分别对三相电流ia、ib、ic进行比较,其中第一个比较器对ia、ib进行比较,第二个比较器对ib、ic进行比较,第三个比较器对ic、ia进行比较,异或逻辑处理模块对三个比较器的输出结果进行异或处理,得到边沿与电流相交时刻对应的方波信号;

步骤3,用霍尔位置传感器检测电机转子位置,并通过角度计算模块算出在0°~360°内连续变化的电机电角度θ;

步骤4,在异或逻辑处理模块输出方波信号的每一个边沿时刻,触发对电机转子电角度θ的采样,得到电流相交时刻对应的转子电角度值θI;

步骤5:标准角度更新模块在每个换相过程开始阶段,对标准角度θE进行更新,标准角度为0°(360°)、60°、120°、180°、240°和300°,该标准角度给出换相的两相反电动势交点相对应电角度位置;

步骤6:反电动势交点对应的角度值θE与电流相交时刻对应的转子电角度值θI做差,计算得到提前角度值,在下一换相周期时以该角度进行提前导通控制。