基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法，所述裝置由電流型逆變器、無刷直流電機(jī)、單片機(jī)組成，其中，電流型逆變器的三端輸出接無刷直流電機(jī)的三相繞組，單片機(jī)的輸入端與無刷直流電機(jī)發(fā)的霍爾信號(hào)輸出端相連接，單片機(jī)的輸出端接流型逆變器功率管的控制端控制功率管的開通與關(guān)閉?？刂品椒ㄊ牵喝喾措妱?dòng)勢(shì)為梯形波，梯形波平頂寬度為120°電角，三相對(duì)稱，控制電流為理想方波，與梯形波反電動(dòng)勢(shì)平頂?shù)葘?，電流與反電動(dòng)勢(shì)同相通過單片機(jī)控制MOS管開通和關(guān)閉，電磁轉(zhuǎn)矩基本恒定，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，達(dá)到無刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小的要求。
【專利說明】 基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法，尤其涉及一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷直流電機(jī)由于其體積小、性能好、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、輸出轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)，使它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是無刷直流電機(jī)的重要性能指標(biāo)?，F(xiàn)在無刷直流電機(jī)的控制裝置都是基于電壓型逆變器，然而電壓型逆變器使得無刷直流電機(jī)繞組內(nèi)部不停換向，換向時(shí)產(chǎn)生電流脈沖，以致產(chǎn)生了很大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。因此，采用基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置使得輸入為直流電流源，減少了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明解決技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0005]基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置，該裝置由電流型逆變器、無刷直流電機(jī)、單片機(jī)組成，其中，電流型逆變器的三端輸出接無刷直流電機(jī)的三相繞組，單片機(jī)的輸入端與無刷直流電機(jī)霍爾信號(hào)輸出端相連接，單片機(jī)的輸出端接電流型逆變器功率管的控制端控制功率管的開通與關(guān)閉，其中，電流型逆變器由直流電壓源、大電感、三相橋式逆變器和電容器構(gòu)成，直流電壓源串接大電感產(chǎn)生直流電流Id，電容器并聯(lián)在繞組兩端是為了吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存儲(chǔ)的能量。
[0006]基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置的控制方法，包括下列步驟:
[0007](I)采用無刷直流電機(jī)輸出霍爾信號(hào)；
[0008](2)采用單片機(jī)接收所述霍爾信號(hào)；
[0009](3)單片機(jī)根據(jù)所述霍爾信號(hào)計(jì)算得到無刷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；
[0010](4)單片機(jī)根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)，得到應(yīng)導(dǎo)通電流型逆變器功率管組合；
[0011]( 5 )采用單片機(jī)輸出控制信號(hào)，控制所述應(yīng)導(dǎo)通電流型逆變器功率管組合開通，控制其余電流型逆變器功率管關(guān)閉。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果主要是:
[0013]本發(fā)明采用基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置，結(jié)構(gòu)簡單，直流電流源輸入的電流脈動(dòng)小，在無刷直流電機(jī)各運(yùn)行狀態(tài)內(nèi)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1:本發(fā)明控制裝置結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2:電機(jī)各相繞組的感應(yīng)電勢(shì)和輸入電流圖；
[0016]圖3:本發(fā)明控制方法流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置和控制方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明
[0018]如圖1所示，本發(fā)明一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置，由電流型逆變器、無刷直流電機(jī)、單片機(jī)連接組成，其中，電流型逆變器的三端輸出接無刷直流電機(jī)的三相繞組，單片機(jī)的輸入端與無刷直流電機(jī)發(fā)出的霍爾信號(hào)相連接，單片機(jī)的輸出端接功率管的控制端控制功率管的開通與關(guān)閉，其中，電流型逆變器由直流電壓源、大電感、三相橋式逆變器和電容器構(gòu)成，直流電壓源串接大電感產(chǎn)生直流電流源Td，電容器并聯(lián)在繞組兩端是為了吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存儲(chǔ)的能量。
[0019]如圖2所示為電機(jī)各相繞組的感應(yīng)電勢(shì)和輸入電流圖，三相反電動(dòng)勢(shì)為梯形波，梯形波平項(xiàng)寬度為120°電角，三相對(duì)稱，控制電流為理想方波，與梯形波反電動(dòng)勢(shì)平項(xiàng)等寬，電流與反電動(dòng)勢(shì)同正負(fù)，在某一運(yùn)行狀態(tài)里，電磁轉(zhuǎn)矩正比于各相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和輸入電流乘積之和。
[0020]結(jié)合圖1、圖2和圖3敘述本發(fā)明的基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置及控制方法，包括下列步驟:
[0021](I)米用無刷直流電機(jī)輸出霍爾信號(hào)；
[0022](2)采用單片機(jī)接收所述霍爾信號(hào)；
[0023](3)將所述霍爾信號(hào)代入表1，得到無刷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；
[0024]表1`[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置，其特征在于，該裝置由電流型逆變器、無刷直流電機(jī)、單片機(jī)組成，其中，電流型逆變器的三端輸出接無刷直流電機(jī)的三相繞組，單片機(jī)的輸入端與無刷直流電機(jī)霍爾信號(hào)輸出端相連接，單片機(jī)的輸出端接電流型逆變器功率管的控制端控制功率管的開通與關(guān)閉，其中，電流型逆變器由直流電壓源、大電感、三相橋式逆變器和電容器構(gòu)成，直流電壓源串接大電感產(chǎn)生直流電流Id，電容器并聯(lián)在繞組兩端是為了吸收換流時(shí)負(fù)載電感中存儲(chǔ)的能量。
2.一種如權(quán)利要求1所述的基于電流型逆變器的無刷直流電機(jī)控制裝置的控制方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)采用無刷直流電機(jī)輸出霍爾信號(hào)； (2)采用單片機(jī)接收所述霍爾信號(hào)； (3)單片機(jī)根據(jù)所述霍爾信號(hào)計(jì)算得到無刷直流電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)； (4)單片機(jī)根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)，得到應(yīng)導(dǎo)通電流型逆變器功率管組合； (5)采用單片機(jī)輸出控制信號(hào)，控制所述應(yīng)導(dǎo)通電流型逆變器功率管組合開通，控制其余電流型逆變器功率管關(guān)閉。
【文檔編號(hào)】H02P6/08GK103595312SQ201310524187
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】魏海峰, 王敏, 常艷超, 陳文杰, 李鵬, 顧凱 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)