一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，所述方法如下：將無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)接地，使中性點(diǎn)電壓鉗位為0；通過三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間功率管及續(xù)流二極管的通斷狀態(tài)，確定無(wú)刷直流電機(jī)端電壓，三相端電壓與中性點(diǎn)電壓相減得到三相相電壓；采用電流傳感器檢測(cè)得到三相相電流，根據(jù)定子磁鏈的電壓模型計(jì)算得到三相定子磁鏈；通過CLARK變換，將三相定子磁鏈通過高通濾波器濾波；將高通濾波器濾波后的三相定子磁鏈進(jìn)行矢量合成，得到無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈。本發(fā)明所需的電機(jī)參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，硬件成本低。
【專利說(shuō)明】 一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)，尤其涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)刷直流電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率密度高、控制簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，無(wú)刷直流電機(jī)在高性能調(diào)速系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
[0003]無(wú)刷直流電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中，定子磁鏈的辨識(shí)對(duì)于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影響。若定子磁鏈辨識(shí)不準(zhǔn)，將導(dǎo)致無(wú)刷直流電機(jī)氣隙磁場(chǎng)飽和、定子電流波形畸變、轉(zhuǎn)矩輸出異常，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使無(wú)刷直流電機(jī)不能正常運(yùn)行。目前，公知的現(xiàn)有技術(shù)是預(yù)先假設(shè)無(wú)刷直流電機(jī)的三相反電勢(shì)為理想梯形反電勢(shì)，通過對(duì)理想反電勢(shì)的直接積分得到定子磁鏈。因此，現(xiàn)有技術(shù)的辨識(shí)效果與實(shí)際值差別較大，電機(jī)控制性能難以滿足要求。因此，如何準(zhǔn)確辨識(shí)定子磁鏈，是現(xiàn)有技術(shù)有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提出一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法。
[0005]本發(fā)明一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:將無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)接地；
[0007]步驟2:確定無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相端電壓和相電壓；
[0008]步驟3:計(jì)算無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相定子磁鏈；
[0009]步驟4:將計(jì)算得到的A、B、C三相定子磁鏈通過高通濾波器濾波；
[0010]步驟5:將高通濾波后的A、B、C三相定子磁鏈進(jìn)行矢量合成，得到無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈。
[0011]步驟2所述的確定無(wú)刷直流電機(jī)端電壓的方法是:
[0012]無(wú)刷直流電機(jī)端電壓的確定，分為三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間兩種情況分別考慮，三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間通過檢測(cè)關(guān)斷相電流是否為0判斷:當(dāng)關(guān)斷相電流為0，則表明三相全橋逆變器處于正常導(dǎo)通期間；當(dāng)關(guān)斷相電流不為0，則表明三相全橋逆變器處于換相期間；
[0013]三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間，開通兩相端電壓通過功率管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正；若所在相的下橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)；由于正常導(dǎo)通期間關(guān)斷相無(wú)電流流過，且無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)N的電壓為0，故關(guān)斷相端電壓為該相反電勢(shì)數(shù)值；
[0014]三相全橋逆變器換相期間，開通兩相端電壓確定方法與三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間的-相同；由于換相期間續(xù)流二極管開通，關(guān)斷相端電壓通過續(xù)流二極管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若所在相的下橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)。
[0015]步驟2所述的確定無(wú)刷直流電機(jī)相電壓的方法是:
[0016]將上述端電壓減去上述中性點(diǎn)N的電壓，得到無(wú)刷直流電機(jī)相電壓，由于上述中性點(diǎn)N的電壓為0，故相電壓與上述端電壓相同:A相相電壓Ua等于A相端電壓，B相相電壓Ub等于B相端電壓，C相相電壓U。等于C相端電壓。
[0017]本發(fā)明所需的電機(jī)參數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，計(jì)算量小，硬件成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合圖1敘述本發(fā)明的一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，包括下列步驟:
[0020]步驟1:將無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)接地
[0021]將無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)接地，則中性點(diǎn)的電壓鉗位為O。
[0022]步驟2:確定無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相端電壓和相電壓
[0023]無(wú)刷直流電機(jī)端電壓的確定，可分三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間兩種情況分別考慮，三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間通過檢測(cè)關(guān)斷相電流是否為0判斷:當(dāng)關(guān)斷相電流為0，則表明三相全橋逆變器處于正常導(dǎo)通期間；當(dāng)關(guān)斷相電流不為0，則表明三相全橋逆變器處于換相期間；
[0024]三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間，開通兩相端電壓通過功率管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若所在相的下橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)；由于正常導(dǎo)通期間關(guān)斷相無(wú)電流流過，且無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)N的電壓為0，故關(guān)斷相端電壓為該相反電勢(shì)數(shù)值；
[0025]三相全橋逆變器換相期間，開通兩相端電壓確定方法與三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間的相同；由于換相期間續(xù)流二極管開通，關(guān)斷相端電壓通過續(xù)流二極管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若所在相的下橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)；
[0026]將上述端電壓減去上述中性點(diǎn)N的電壓，得到無(wú)刷直流電機(jī)相電壓，由于上述中性點(diǎn)N的電壓為0，故相電壓與上述端電壓相同:A相相電壓Ua等于A相端電壓，B相相電壓Ub等于B相端電壓，C相相電壓U。等于C相端電壓。
[0027]步驟3:計(jì)算無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相定子磁鏈
[0028]采用上述無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相相電壓ua、ub、U。以及通過電流傳感器檢測(cè)得到的A、B、C三相相電流ia、ib、i。，根據(jù)定子磁鏈的電壓模型，計(jì)算得到A、B、C三相定子磁鏈:[0029]
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟1:將無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)接地； 步驟2:確定無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相端電壓和相電壓； 步驟3:計(jì)算無(wú)刷直流電機(jī)A、B、C三相定子磁鏈； 步驟4:將計(jì)算得到的A、B、C三相定子磁鏈通過高通濾波器濾波； 步驟5:將高通濾波后的A、B、C三相定子磁鏈進(jìn)行矢量合成，得到無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，其特征在于步驟2所述的確定無(wú)刷直流電機(jī)端電壓的方法是: 無(wú)刷直流電機(jī)端電壓的確定，分為三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間兩種情況分別考慮，三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間和換相期間通過檢測(cè)關(guān)斷相電流是否為O判斷:當(dāng)關(guān)斷相電流為O，則表明三相全橋逆變器處于正常導(dǎo)通期間；當(dāng)關(guān)斷相電流不為O，則表明三相全橋逆變器處于換相期間； 三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間，開通兩相端電壓通過功率管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正；若所在相的下橋臂功率管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)；由于正常導(dǎo)通期間關(guān)斷相無(wú)電流流過，且無(wú)刷直流電機(jī)中性點(diǎn)N的電壓為O，故關(guān)斷相端電壓為該相反電勢(shì)數(shù)值； 三相全橋逆變器換相期間，開通兩相端電壓確定方法與三相全橋逆變器正常導(dǎo)通期間的-相同；由于換相期間續(xù)流二極管開通，關(guān)斷相端電壓通過續(xù)流二極管的狀態(tài)確定:若所在相的上橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為正，若所在相的下橋臂續(xù)流二極管開通，則該所在相端電壓數(shù)值為直流電壓源幅值的1/2、極性為負(fù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)刷直流電機(jī)定子磁鏈的辨識(shí)方法，其特征在于步驟2所述的確定無(wú)刷直流電機(jī)相電壓的方法是: 將上述端電壓減去上述中性點(diǎn)N的電壓，得到無(wú)刷直流電機(jī)相電壓，由于上述中性點(diǎn)N的電壓為O，故相電壓與上述端電壓相同:A相相電壓Ua等于A相端電壓，B相相電壓％等于B相端電壓，C相相電壓U。等于C相端電壓。
【文檔編號(hào)】H02P21/14GK103647492SQ201310245243
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月19日
【發(fā)明者】張懿, 魏海峰, 馮友兵, 李泰
申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)