[发明专利]基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机控制装置及控制方法，尤其涉及一种基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法。

背景技术

无刷直流电机由于其体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等优点，使它的应用领域不断扩大，而转矩脉动是无刷直流电机的重要性能指标。现在无刷直流电机的控制装置都是基于电压型逆变器，然而电压型逆变器使得无刷直流电机绕组内部不停换向，换向时产生电流脉冲，以致产生了很大的转矩脉动。因此，采用基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置使得输入为直流电流源，减少了转矩脉动。

发明内容

本发明的目的所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提出一种基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法。

为了达到上述目的，本发明解决技术问题采取的技术方案是：

基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置，该装置由电流型逆变器、无刷直流电机、单片机组成，其中，电流型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机霍尔信号输出端相连接，单片机的输出端接电流型逆变器功率管的控制端控制功率管的开通与关闭，其中，电流型逆变器由直流电压源、大电感、三相桥式逆变器和电容器构成，直流电压源串接大电感产生直流电流Id，电容器并联在绕组两端是为了吸收换流时负载电感中存储的能量。

基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置的控制方法，包括下列步骤：

（1）采用无刷直流电机输出霍尔信号；

（2）采用单片机接收所述霍尔信号；

（3）单片机根据所述霍尔信号计算得到无刷直流电机的运行状态；

（4）单片机根据所述运行状态，得到应导通电流型逆变器功率管组合；

（5）采用单片机输出控制信号，控制所述应导通电流型逆变器功率管组合开通，控制其余电流型逆变器功率管关闭。

本发明的优点和有益效果主要是：

本发明采用基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置，结构简单，直流电流源输入的电流脉动小，在无刷直流电机各运行状态内的转矩脉动小。

附图说明

图1：本发明控制装置结构图；

图2：电机各相绕组的感应电势和输入电流图；

图3：本发明控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置和控制方法作进一步的详细说明

如图1所示，本发明一种基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置，由电流型逆变器、无刷直流电机、单片机连接组成，其中，电流型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机发出的霍尔信号相连接，单片机的输出端接功率管的控制端控制功率管的开通与关闭，其中，电流型逆变器由直流电压源、大电感、三相桥式逆变器和电容器构成，直流电压源串接大电感产生直流电流源Td，电容器并联在绕组两端是为了吸收换流时负载电感中存储的能量。

如图2所示为电机各相绕组的感应电势和输入电流图，三相反电动势为梯形波，梯形波平项宽度为120°电角，三相对称，控制电流为理想方波，与梯形波反电动势平项等宽，电流与反电动势同正负，在某一运行状态里，电磁转矩正比于各相感应电动势和输入电流乘积之和。

结合图1、图2和图3叙述本发明的基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法，包括下列步骤：

(1)采用无刷直流电机输出霍尔信号；

(2)采用单片机接收所述霍尔信号；

(3)将所述霍尔信号代入表1，得到无刷直流电机的运行状态；

表1