[发明专利]一种无感无刷直流电机低转速控制方法

摘要

本发明具体涉及一种无感无刷直流电机低转速控制方法，包括：步骤S1、判断无感无刷直流电机的目标转速是否大于第一预设值；步骤S2、若无感无刷直流电机的目标转速＞第一预设值，实际转速＞第一预设值，利用反电动势法检测转子速度；若目标转速＞第一预设值，实际转速≤第一预设值，利用高频注入法检测转子速度；步骤S3、若无感无刷直流电机的目标转速≤第一预设值，实际转速≥第一预设值，利用反电动势法检测转子速度；若目标转速≤第一预设值，实际转速＜第一预设值，利用高频注入法检测转子速度。通过本发明的技术方案，可解决无感无刷直流电机在低速或者静止状态下无法采用反电动势法准确控制电机转速的问题。

主权项

1.一种无感无刷直流电机低转速控制方法，其特征在于，包括：步骤S1、判断无感无刷直流电机的目标转速是否大于第一预设值；步骤S2、若无感无刷直流电机的目标转速＞第一预设值，实际转速＞第一预设值，利用反电动势法检测转子速度；若目标转速＞第一预设值，实际转速≤第一预设值，利用高频注入法检测转子速度；步骤S3、若无感无刷直流电机的目标转速≤第一预设值，实际转速≥第一预设值，利用反电动势法检测转子速度；若目标转速≤第一预设值，实际转速＜第一预设值，利用高频注入法检测转子速度；其中，所述高频注入法包括：在同步旋转d‑q坐标系的d轴上注入高频正弦电压信号，该信号在静态坐标系中是一个脉动电压信号；若d轴和q轴电感存在差异，则判定在同步旋转d‑q坐标系中d轴和q轴高频电流分量的幅值皆与转子位置估计的误差角有关；当转子位置估计的误差角时，q轴高频电流等于0，对q轴高频电流进行幅值调制；将幅值调制后的电流信号经低通滤波器处理后作为转子位置跟踪观测器的输入信号，以此获得转子的位置和角速度；其中，所述若d轴和q轴电感存在差异，则判定在同步旋转d‑q坐标系中d轴和q轴高频电流分量的幅值皆与转子位置估计的误差角有关，具体为：将一组三相平衡的高频电压信号直接迭加在电机的基波激励上，假设高频注入电压的角频率为ω_i，幅值为v_si，则在静止d‑q两相坐标系中注入的高频电压信号可表示为如公式(1)所示，其中，为d轴电压，为q轴电压：由于高频注入信号频率远远高于电机的基波频率，所以高频激励下的永磁电机模型可以简化为如公式(2)所示，因此同步旋转d‑q坐标系中，高频激励下永磁同步电机模型可以简化为如公式(3)所示，其中，为d‑q两相坐标系中的电压，为d‑q两相坐标系中的电感，为d‑q两相坐标系中的电流，Ld为d轴电感，L_q为q轴电感，为d轴电流，为q轴电流：若定义转子位置的实际角为θ^r，转子位置的估计角为则转子位置估计的误差角于是，在估计的同步旋转d‑q坐标系中，高频电压和电流的关系如公式(5)所示，其中，分别是在估计的同步速度旋转d‑q坐标系中d轴和q轴的电流的高频分量；分别是在估计的同步速度旋转d‑q坐标系中d轴和q轴的电压的高频分量；改用平均电感和半差电感来描述，则公式(5)可以改写为公式(6)，其中，L＝(L_d+L_q)/2为平均电感，ΔL＝(L_q‑L_d)/2为半差电感；高频电压注入法只在估计的同步旋转d‑q坐标系的d轴注入高频正弦电压信号：那么高频电流可以简化为如公式(8)所示：从公式(8)中可以看出，如果d轴和q轴电感存在差异，即ΔL≠0，那么在估计的同步旋转d‑q坐标系，d轴和q轴的高频电流分量的幅值都与转子位置估计的误差角有关；其中，转子位置观测器的输入信号为：当远小于第二预设值时，近似认为与成正比，通过调节使趋近于0，可以使转子位置的估计值收敛于真实值θ_r；对作时间微分得到转子的角速度