[发明专利]一种降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置及方法

摘要

一种降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置及方法，属于永磁电机控制领域。本发明通过检测无刷直流电机定子各相电流，以及霍尔传感器输出信号，建立提前角度计算模块，在不同转速与负载状态下，实时调整无刷直流电机的提前换相角度，以使换相时开通相、关断相电流的相交时刻与对应反电动势的相交时刻一致，达到降低换相转矩脉动的效果。本发明不依赖于电机参数，无需复杂的公式计算，有效地降低了换相转矩脉动。

主权项

1.一种降低无刷直流电机换相转矩脉动的控制装置，其特征在于，包括无刷直流电机、三相全桥逆变器、霍尔位置传感器、PWM产生和逻辑控制装置、反馈电流选择模块、电流调节器、速度计算模块、PI调节器、提前角度计算模块，其中霍尔位置传感器安装在无刷直流电机上，输出三相霍尔位置信号到速度计算模块和提前角度计算模块，速度计算模块输出电机转子旋转的机械角速度经过PI调节器输出给定电流值；通过电流传感器测得的电机三相绕组的相电流，其信号既输入到提前角度计算模块又输入到反馈电流选择模块；提前角度计算模块输出经过提前角度处理后的换相逻辑；反馈电流选择模块根据当前逻辑选择反馈电流，将两相导通区间的正相电流进行反馈，与给定电流相减后输出电流误差信号给电流调节器；电流调节器采用PI调节器或滞环比较器形式，其输出接入PWM产生和逻辑控制装置；PWM产生和逻辑控制装置输出三相全桥逆变器的六个开关管的驱动信号，控制无刷直流电机；其中，提前角度计算模块中用于检测定子绕组电流的电流检测传感器产生三个电流信号输出到逻辑单元，经过异或逻辑处理成采样单元的触发信号，用于检测转子位置的霍尔传感器输出连续的转子位置信号到采样器，经过采样形成换相过程中电流幅值相等时刻角度信号；用于采集当前换相周期反电动势幅值交点位置信号的标准角度生成器，采样器输出信号与标准角度生成器输出的信号差值得到电流幅值交点落后或超前反电动交点的角度，换相角度生成器根据信号差值判断下一个周期是提前还是滞后导通。