[发明专利]一种永磁无刷直流电机转矩脉动抑制系统及方法

权利要求书

1.一种永磁无刷直流电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，包括输入电源模块、Quasi-Z源网络、选择开关、三相逆变桥、永磁无刷直流电机本体、控制模块、换相时间检测模块、霍尔信号检测模块，直流电源输出端一路直接接选择开关，一路通过Quasi-Z源网络进行电压调整后接选择开关，选择开关接三相逆变桥；三相逆变桥将直流电转换为交流电压驱动永磁无刷直流电机，换相时间检测模块检测永磁无刷直流电机的换相开始时间点，霍尔信号检测模块检测永磁无刷直流电机工作时发出的霍尔信号的频率，换相时间检测模块和霍尔信号检测模块检测信号送控制模块，控制模块输出控制信号到选择开关。

2.根据权利要求1所述永磁无刷直流电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，所述Quasi-Z源网络由二极管、电容、电感和开关管构成，换相时控制模块输出信号控制开关管占空比，直流电源通过Quasi-Z源网络调整电压后输出，通过选择开关到三相逆变桥。

3.一种永磁无刷直流电机转矩脉动抑制方法，包括永磁无刷直流电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，两两导通换相方式运行的三相全桥式永磁无刷直流电机，具体包括如下步骤：

1）非换相时，直流电源直接通过选择开关接三相逆变桥给永磁无刷直流电机供电；

2）永磁无刷直流电机每60°换一次相，换相时间检测模块检测霍尔信号的每次变化，检测到霍尔信号的上升沿或下降沿作为换相过程的开始时刻t₁；

3）换相开始，通过霍尔信号检测模块依次检测到的一路霍尔信号的频率计算出电机转速n；电机反电动势                                               与转速成正比例k关系，通过离线测量确定k的值，计算得出反电动势；

4）换相开始，控制模块立即发出控制信号让选择开关切换，直流电源通过Quasi-Z源网络电压调整后输出电压V_o作为直流母线电压U_dc；

5）Quasi-Z源网络在电机换相时的输出电压V_o和电压调整电路中开关管Q的占空比D的关系为，V_i为Quasi-Z源网络中直流电源电压，控制模块输出通过控制开关管Q的PWM占空比D不断调整Quasi-Z源网络的输出电压V_o，从而使得直流母线电压U_dc=4E_m；

6）通过电机本身的参数和步骤3）得出的反电动势计算出关断相电流降低至零时的结束时刻t₂，控制模块再发出控制信号让选择开关选择将Quasi-Z源网络中直流电源V_i直接接三相逆变桥，直流电源V_i作为电机输入电压；

7）重复执行步骤2）～6），通过Quasi-Z源网络调整换相时刻的电机三相逆变桥直流母线电压，使其关断相电流下降速率与开通相电流上升速率相等。