[发明专利]一种无刷直流电机控制方法

摘要

本发明公开了一种无刷直流电机方法，属于电力传动技术领域。本发明以一个前级四输出电平功率变换器与后级两电平三相全桥逆变器级联作为无刷直流电机供电拓扑，并以瞬时电流为控制变量。通过不断切换前级四输出电平功率变换器的输出电平来控制瞬时电流始终跟踪基准值，通过后级三相全桥逆变器的开关状态来进行无刷直流电机的换向。本方法能够在较低的开关频率下减小因PWM控制产生的电流谐波、提高动态响应速度以及有效抑制换向转矩脉动。

主权项

一种无刷直流电机控制方法，其特征在于，包括四输出电平功率变换器、两电平三相全桥逆变器、无刷直流电机本体、转速误差计算模块、转速环PI调节模块、电流采样模块、电流误差计算模块和电平选择表；所述四输出电平功率变换器包含直流电源Vd、开关管T1至T3、二极管D1至D4、电感Ls、电容C1至C2、以及开关S1至S3，所述开关S1至S3均包含“1”端、“2”端、“3”端三个端口；所述电源Vd的阳极分别与开关管T1的漏极、开关管T3的源极、二极管D3的正极、开关S2的“1”端相连，阴极分别与二极管D1的正极、电容C1的负极、电容的C2负极、开关S3的“2”端相连；所述电感Ls的一端分别与开关管T1的源极、二极管D1的负极相连，另一端分别与二极管D2的正极、开关管T2的漏极相连；所述二极管D4的正极分别与二极管D3的负极、开关管T3的漏极、二极管D2的负极相连，负极分别与电容C2的正极、开关S1的“1”端相连；所述开关管T2的源极分别与电容C1的正极、开关S3的“1”端相连；所述开关S1的“2”端与开关S2的“3”端相连，开关S2的“2”端与开关S3的“3”端相连；所述开关S1的“3”端、开关S3的“2”端与所述两电平三相全桥逆变器相连；所述无刷直流电机控制方法的具体步骤如下：步骤1），通过无刷直流电机本体的霍尔位置传感器获取六个离散的霍尔位置信号，根据所述六个离散的霍尔位置信号得到换相表，并以此控制两电平三相全桥逆变器，实现所述无刷直流电机本体的换相；步骤2），利用所述六个离散的霍尔位置信号计算得到转速采样值，通过转速误差计算模块得到转速采样值与转速基准值之间的转速误差，再将转速误差通过转速环PI调节模块得到电流基准值；步骤3），电流采样模块将检测到的无刷直流电机本体的电枢电流求取最大绝对值后作为电流采样值，在通过电流误差计算模块得到电流采样值与电流基准值之间的电流误差；步骤4），根据电流误差、转速基准值、以及转速采样值查找电平选择表中对应的电平，通过四输出电平功率变换器将所述选择电平选择表中对应的电平作用于逆变器母线；步骤5），重复步骤1）至步骤4），使得转速采样值和电流采样值分别跟踪转速基准值和电流基准值。