[发明专利]一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法

摘要

本发明公开了一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，根据速度计算模块得出的电机转速，分为低速运行与高速运行两个状态，并针对这两种状态分别按照如下方式进行转矩脉动控制。本发明简化了现有基于直接转矩控制的磁链与转矩双环控制，解决了由于转矩与磁链双闭环而使得控制系统复杂的问题；解决了现有方法引入滑模观测器观测反电势带来的系统控制算法复杂的问题；针对电机高速运行，解决了由于开通相与关断相电流变化速率不一样所引起的转矩脉动问题。

主权项

一种无刷直流电机全调速范围内转矩脉动抑制方法，其特征在于，该方法根据速度计算模块(11)得出的电机转速，分为低速运行与高速运行两个状态，并针对这两种状态分别按照如下方式进行转矩脉动控制：①当电机低速运行时，采用位置反馈模块(5)检测无刷直流电机的转子角速度信号，并由速度计算模块(11)根据所述转子的角速度信号，计算得到电机的转速ω，将其与给定转速ω*作差，所得转速差输入PI转速调节器(6)后得到电机的参考电磁转矩Te*；同时，将电机任意两相电流的反馈值ij、ik输入给转矩计算模块(10)估算出电机的电磁转矩Te；将所述电磁转矩Te与给定转矩Te*作差，所得的转矩差值经转矩滞环调节器(7)调节得到控制参数τ，将其输入至开关表选择模块(8)，再结合扇区判断模块(9)的输出信号，决定当前应施加的开关信号以控制逆变器(4)，从而驱动无刷直流电机运行，实现无刷直流电机低速运行时的无磁链直接转矩控制；②当电机高速运行时，采用位置反馈模块(5)检测无刷直流电机的转子角速度信号，并由速度计算模块(11)根据所述转子的角速度信号，计算得到电机的转速ω，将其与给定转速ω*作差，所得转速差输入PI转速调节器(6)后得到电机的参考电磁转矩Te*；同时，将电机任意两相电流的反馈值ij、ik输入给转矩计算模块(10)估算出电机的电磁转矩Te；将所述电磁转矩Te与给定转矩Te*作差，所得的转矩差值经转矩滞环调节器(7)调节得到控制参数τ，将其输入至开关表选择模块(8)，将电机任意两相电流的反馈值ij、ik输入至换相判断模块(12)，当其输出为零时，采用两相导通开关表，输出不为零时，对关断相进行延迟关断，这样在关断期间会同时导通3个开关管，即采用三相导通开关表；最后由开关表选择模块(8)根据转矩滞环调节器(7)输出信号τ、扇区判断模块(9)输出信号Q和换相判断单元(12)输出信号K决定当前应施加的开关信号以控制逆变器模块(4)，从而驱动无刷直流电机，实现无刷直流电机高速运行时的无磁链直接转矩控制。