[发明专利]一种无刷直流电机全范围调速控制系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种无刷直流电机全范围调速控制系统及其控制方法，该控制系统包括电源模块、通信模块、MCU模块、驱动电路模块、逆变模块、电动机M、电压采样模块、电流采样模块和转子位置检测模块，电源模块给整个控制装置供电，通信模块、电压采样模块、电流采样模块和转子位置检测模块分别连接MCU模块，MCU模块连接驱动电路模块，驱动电路模块连接逆变模块，逆变模块连接电动机M，逆变模块连接电流采样模块，电动机M连接转子位置检测模块。本发明采用检测脉冲注入法，保障了启动的闭环运行，解决了传统低速阶段启动算法存在的电转速不够低和启动不稳定的问题，改进了传统的中高速阶段位置检测算法。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种无刷直流电机全范围调速控制系统及其控制方法。

背景技术

传统的方波控制结构一般为速度、电流双闭环控制系统。这种系统的优点在于控制简单，动态响应快，额定转速下运行稳定，在许多领域得到了广泛应用。在控制系统中，控制器多采用PI控制，PI控制尽管鲁棒性强，但在全范围调速中若只采用一组固定的调节参数，难以达到令人满意的动态响应特性；同时由于转矩波动原因，调速范围一般较小，尤其不适合低速运行。低速阶段的启动算法都是开环启动的，这种开环启动的随意性，不仅会导致低速运行阶段出现抖动、反转等不稳定现象，而且会导致启动时调速值不够低的问题。

发明内容

本发明的目的是为解决上述不足，提供一种无刷直流电机全范围调速控制系统及其控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无刷直流电机全范围调速控制系统，包括电源模块、通信模块、MCU模块、驱动电路模块、逆变模块、电动机M、电压采样模块、电流采样模块和转子位置检测模块，电源模块给整个控制装置供电，通信模块、电压采样模块、电流采样模块和转子位置检测模块分别连接MCU模块，MCU模块连接驱动电路模块，驱动电路模块连接逆变模块，逆变模块连接电动机M，逆变模块连接电流采样模块，电动机M连接转子位置检测模块。

一种无刷直流电机全范围调速控制方法 ，向三相定子绕组中依次注入固定占空比的电压信号，然后根据反馈的峰值电流大小来估计转子的位置信息。

本发明具有如下有益的效果：

本发明采用检测脉冲注入法，保障了启动的闭环运行，解决了传统低速阶段启动算法存在的电转速不够低和启动不稳定的问题，改进了传统的中高速阶段位置检测算法，采用基于比较器实现的风电动势过零检测法，提高了反电动势过零信号的采样速率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的流程图；

图3为本发明的电源单元电路图；

图4为本发明的逆变模块电路图；

图5为本发明的驱动电路上桥电路图；

图6为本发明的驱动电路下桥电路图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。