[实用新型]无刷直流电动机电压矢量控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动机电压控制技术领域，特别涉及一种无刷直流电动机电压矢量控制装置。

背景技术

三相无刷直流电动机采用永磁体产生励磁磁场，通常采用霍尔元件作为位置传感器，采用6个功率开关器件(也简称为开关器件)构成的3相全桥电路以及特定的逻辑开关方式为电动机提供所需的电压能量。

目前，三相无刷直流电动机的一种简单控制方法称之为6步法。详细而言，一个电周期内，开关状态有6个，故称为6步法。也即，在同一时刻，只有两个开关器件导通。该方法同时开通的开关器件通常只有2相，由于开关器件少，在特定情况下开关损耗小，因此，6步法式在无刷直流电动机控制领域得到广泛应用。

但是，6步法在从一个导通状态向另一个导通状态切换时，需要同时开通一个开关器件并关闭一个开关器件，电流大时会产生较大的关断电流，带来较大的换向损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无刷直流电动机电压矢量装置，以解决现有技术存在的关断电流、换向损失较大的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供的无刷直流电动机电压矢量控制装置如下：

一种无刷直流电动机电压矢量控制装置，其包括：第一开关器件至第六开关器件，用于分别构成电动机U相、V相和W相驱动电路的上桥或下桥；位置检测装置，用于检测电动机转子的位置；开关逻辑电路，与所述位置检测装置连接，用于根据转子的位置检测结果，对于第一开关器件至第六开关器件进行相应的开关逻辑控制。

优选地，在上述控制装置中，所述位置检测装置为光学编码器、旋转变压器或6个均布于电动机转子周围的霍尔传感器。

为了解决上述问题，本实用新型提供的无刷直流电动机电压矢量控制装置实施的无刷直流电动机电压矢量控制方法如下：

一种无刷直流电动机电压矢量控制方法，用于控制电动机6个开关器件的动作，6个开关器件分别构成电动机U相、V相和W相驱动电路的上桥、下桥，所述控制方法包括以下步骤：

标定，将U相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭，同时V相和W相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭时的状态作为矢量V1；

将W相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭，同时U相和V相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭时的状态作为矢量V2；

将V相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭，同时U相和W相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭时的状态作为矢量V3；

将U相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭，同时V相和W相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭时的状态作为矢量V4；

将W相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭，同时U相和V相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭时的状态作为矢量V5；

将V相下桥开关器件开通、上桥开关器件关闭，同时U相和W相上桥开关器件开通、下桥开关器件关闭时的状态作为矢量V6；

将U相上桥开关器件和W相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M1；

将V相上桥开关器件和W相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M2；

将V相上桥开关器件和U相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M3；

将W相上桥开关器件和U相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M4；

将W相上桥开关器件和V相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M5；

将U相上桥开关器件和V相下桥开关器件开通，其余开关器件关断时的矢量作为M6；

以上述各个矢量为中心切分成12个扇区，根据电动机转子N极径向矢量所在扇区，选择相应的电压矢量进行控制：在电动机逆时针旋转时，以V1-M1-V2-M2-V3-M3-V4-M4-V5-M5-V6-M6-V1-M1-V2…的顺序进行矢量切换，实现控制；在电动机顺时针旋转时，采用相反的顺序进行控制。

优选地，在上述控制方法中，所述扇区区间切换在旋转方向上提前或滞后一定角度。

优选地，在上述控制方法中，将构成矢量的上桥开关或下桥开关进行脉宽调制，实现变频变压控制。

优选地，在上述控制方法中，各个扇区的切分方式为非均等和非对称方式。

优选地，在上述控制方法中，各个扇区的切分方式为均等和中心对称方式。

优选地，在上述控制方法中，每个扇区为30度，以各矢量为中心对称。

优选地，在上述控制方法中，电动机转子位置来自霍尔传感器、光学编码器、旋转变压器或基于电动机模型进行的位置估计。