[发明专利]无刷直流电机180°方波控制方法及其控制模块和变频器

说明书

技术领域

本发明涉及无刷直流电机的控制技术。

背景技术

无刷直流电机凭借结构简单、高效等优点，近些年来得到了很大关注，其应用也越来越广泛。无刷直流电机通常采用120°控制方式，在这种控制方式下，某一时刻只有两相工作，而另一相悬空。与一般的交流电机不同，由于无刷直流电机同一时刻只有两相工作，因此无法使用在交流电机控制中已经得到广泛应用的SVPWM调制。另外，在实现无刷直流电机无传感器控制时，通常需要端电压检测电路来检测悬空相的端电压，根据测得的端电压可以获得反电势过零点，进而获得换相位置。如果无刷直流电机三相同时工作，就可以根据每相的占空比计算出对应相的端电压，这样即使没有端电压检测电路也能实现无刷直流电机无传感器控制。无刷直流电机具有梯形反电势，若通正弦波电流，会引起转矩脉动，为了减小转矩脉动，其电流波形一般为方波。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用SVPWM调制的无刷直流电机180°方波控制方法，其能实现在无刷直流电机定子的三相绕组同时工作的情况下，各相电流的波形呈方波。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种采用上述方法的无刷直流电机180°方波控制模块。

本发明所要解决的再一技术问题在于提供一种采用上述方法的变频器。

本发明提供了一种无刷直流电机180°方波控制方法，包括以下步骤：

实时采集逆变器的输入电压U_dc和无刷直流电机a、b、c三相的三相相电流i_a、i_b和i_c，并获取该无刷直流电机的实际转速ω和转子位置；

根据无刷直流电机的给定转速ω^*和实际转速ω计算出给定转矩电流I^*；

根据所述的给定转矩电流I^*和无刷直流电机的转子位置计算出无刷直流电机的三相给定相电流i^*_a、i^*_b和i^*_c；

根据给定相电流i^*_a、i^*_b和i^*_c和采集到的实际相电流i_a、i_b和i_c，计算出无刷直流电机的三相相电压U^*_a、U^*_b和U^*_c；

根据转子位置和实际转速ω计算出无刷直流电机的三相相反电势e_a、e_b和e_c；将计算出的三相相电压U^*_a、U^*_b和U^*_c分别与三相相反电势e_a、e_b和e_c求和，得到补偿后的三相相电压U_a、U_b和U_c；

根据采集的逆变器的输入电压U_dc以及补偿后的三相相电压U_a、U_b和U_c计算输出到逆变器的三相SPVWM信号的占空比d_a、d_b和d_c，将三相SPVWM信号输出到逆变器，通过逆变器控制无刷直流电机运行。

本发明还提供了一种无刷直流电机180°方波控制模块，包括：

速度调节单元，用于根据无刷直流电机的给定转速ω^*和实际转速ω计算出给定转矩电流I^*；

相电流给定计算单元，用于根据速度调节单元算出的给定转矩电流I^*和无刷直流电机的转子位置计算出无刷直流电机的三相给定相电流i^*_a、i^*_b和i^*_c；