[发明专利]一种无刷直流电机单电流传感器同步整流控制系统

摘要

一种无刷直流电机单电流传感器同步整流控制系统涉及电机控制技术领域。本发明使用一个放置在母线电容与储能元件之间的正母线或负母线上的电流传感器检测母线电流，根据母线电流重构获得相电流，进而实现无刷直流电机电动和制动运行下的相电流单闭环同步整流控制或相电流内环和母线电流外环构成的双闭环同步整流控制。本发明好处在于：同步整流控制利用MOSFET反向导通来取代二极管可提高系统效率；电流闭环控制可提高转矩控制能力；仅需要一个电流传感器，可降低成本；电流重构完全由软件实现，方便应用。

主权项

1.一种无刷直流电机单电流传感器同步整流控制系统，其特征在于包括：控制器(1)，储能元件(2)，电流传感器(3)，母线电容(4)，三相功率桥(5)，无刷直流电机(6)；其中控制器(1)包含母线电流调节器(1‑1)，相电流重构单元(1‑2)，相电流调节器(1‑3)，PWM调制器(1‑4)；无刷直流电机(6)的三相绕组与三相功率桥(5)的三个半桥臂相连；三相功率桥(5)与母线电容(4)、储能元件(2)并联；母线电容(4)和储能元件(2)的正负母线串联在一起；电流传感器(3)放置在母线电容(4)与储能元件(2)之间的正母线或负母线上用于检测母线电流Is；母线电流Is输入给控制器(1)中的相电流重构单元(1‑2)以获得相电流Iph；无刷直流电机(6)的转子位置信号和相电流调节器(1‑3)的输出信号输入给PWM调制器(1‑4)，PWM调制器(1‑4)输出PWM信号给三相功率桥(5)；所述控制系统具有两种闭环控制方式：一是相电流单闭环控制，相电流调节器(1‑3)的输入为相电流给定量Iph*与相电流重构单元(1‑2)输出信号Iph的偏差；二是相电流内环和母线电流外环构成的双闭环控制，母线电流调节器(1‑1)的输入为母线电流给定量Is*与母线电流Is的偏差，相电流调节器(1‑3)的输入为母线电流调节器(1‑1)的输出信号Iph*与相电流重构单元(1‑2)输出信号Iph的偏差；所述同步整流有两种方式：方式一为无刷直流电机(6)正向和负向导通相绕组分别连接的三相功率桥(5)桥臂上下开关管互补PWM斩波，并且正向导通相绕组连接的桥臂上开关管与负向导通相绕组连接的桥臂下开关管为相同PWM斩波；方式二为无刷直流电机(6)正向导通相绕组连接的三相功率桥(5)桥臂上下开关管互补PWM斩波，负向导通相绕组连接的三相功率桥(5)桥臂下开关管保持恒导通；所述相电流Iph和母线电流Is关系与同步整流方式有关，相电流Iph重构方法为：在所述同步整流方式一时为(2D‑1)×Iph＝Is，在所述同步整流方式二时为D×Iph＝Is，其中D为正向导通相绕组连接的三相功率桥(5)桥臂上开关管PWM占空比。