[发明专利]一种单相无刷电机磁阻转矩波动的补偿方法

说明书

本发明提供了一种单相无刷电机磁阻转矩波动的补偿方法，其可有效补偿磁阻转矩，从而减小电机的转速波动、减小电机的噪音、提高电机效率；在电机的输入电压中叠加与磁阻转矩方向相反的谐波，得到补偿过后的电机输入电压，即，控制器将该补偿过后的电机输入电压输出至所述电机，从而实现对电机磁阻转矩的补偿；其中：电机反电势幅值；：叠加谐波幅值；：电机转子角度值。

技术领域

本发明涉及单相无刷电机磁阻转矩补偿技术领域，具体为一种单相无刷电机磁阻转矩波动的补偿方法。

背景技术

由于单相无刷电机在启动时存在死点，则在设计电机时会使电机转子存在一定的偏转角，但这会导致单相无刷电机存在一定大小的磁阻转矩；一般在电机正常运行时，即一个电周期内，磁阻转矩会引起电机输出转矩波动，使电机转速波动变大，从而会增大电机噪音，降低电机效率；目前减小电机磁阻转矩、改善电机噪音和效率的方法主要是在电机本体设计时加以优化，如改变电机定子结构：斜槽法、改变槽口宽度、优化齿槽比率、辅助槽法等方法；或者是改变电机转子结构：斜极法、优化极弧系数、磁极偏移法、永磁体形状优化等方法；但上述方法均为电机本体设计时的优化，存在特殊的结构，且受到加工工艺、加工成本等因素的限制，仍旧不能很好的减小或补偿电机的磁阻转矩。

发明内容

针对现有单相无刷电机存在磁阻转矩，存在电机转速波动大、电机噪音大、电机效率低的问题,本发明提供了一种单相无刷电机磁阻转矩波动的补偿方法，其可有效补偿磁阻转矩，从而减小电机的转速波动、减小电机的噪音、提高电机效率。

其技术方案是这样的：其特征在于：在电机的输入电压中叠加与磁阻转矩方向相反的谐波，得到补偿过后的电机输入电压V_o，

即V_o＝V_b*sin(θ)+V_m*sin(2*θ)，控制器将该补偿过后的电机输入电压V_o输出至所述电机，从而实现对电机磁阻转矩的补偿；其中V_b：电机反电势幅值；V_m：叠加谐波幅值；θ：电机转子角度值。

其进一步特征在于：

其补偿过程具体包括以下步骤：

(1)、根据补偿过后的电机输入电压V_o计算公式，求得电机转子在不同角度下叠加谐波后的电压值，制成电机转子角度值与该电压值相对应的电压角度表；

(2)、所述电机通过HALL元件连接至所述控制器，所述控制器检测当前所述HALL元件的幅值，通过当前HALL元件幅值得到电机当前的电机转子角度；

(3)、根据电机转子角度，查所述电压角度表得到当前应输入到电机的电压值，随后通过所述控制器输出相应的电压到所述电机；

所述叠加谐波幅值V_m的确认方法包括以下步骤：

a、首先叠加的谐波幅值选取为所述电机反电势幅值V_b的0.3％～0.8％，然后使用功率分析仪记录此时电机的效率；

b、逐步增加所叠加谐波的幅值，同时记录下电机的效率，取电机效率最高时对应的幅值为最终所要叠加的谐波幅值；

所述电机转子角度的确认方法包括以下步骤：

Ⅰ、首先测量所述HALL元件信号的最大值V_MaxH和最小值V_MinH,计算中间值

V_MidH＝(V_MaxH+V_MinH)/2；

Ⅱ、根据所述HALL元件当前的电压值V_H，通过计算公式计算出电机转子角度值θ；

所述HALL元件的信号波形与电机反电势波形相同；