[实用新型]无刷电机相位超前角优化电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种无刷电机相位超前角优化电路。

背景技术

无刷电动机利用电子换向替代了机械换向，克服了传统直流电机由于电刷摩擦而产生的一系列问题，并且具有调速性能好、体积小、效率高等优点，因而广泛应用于国民经济生产的各个领域以及人们的日常生活中。

无刷电机的绕组呈电感特性，因此绕组电流滞后于所施加的电压。所以通常设置一定的相位超前角以使得相电流与相应的反电动势同相，以达到提高电机输出扭矩和效率的目的。超前角的设置大致可分为直接和间接两种方式。反电动势的相位可以通过位置传感器确定，因此通过相电流的检测即可直接获得超前角信息。不过，通常直接的方式需要大量的计算资源，硬件成本较高，开发周期也较长。因此经常使用间接的方式，比如通过电机平均电流的检测来获得近似的超前角。

然而，目前常用的间接方式通常需要用户根据电机和负载的典型情况通过试验确定并固化所需的计算参数。例如在基于电机平均电流的自动超前角算法中采用固定的超前角偏置LA₀和增益k，在负载发生变化时，计算参数偏置LA₀和增益k不会随之变化，从而影响了该方法在电机控制方案中的通用性，在负载不断变化的应用场景中，如水泵中，会导致电机的性能受到影响，甚至容易出现电机飞车等异常现象。电机飞车具体指电机的转速和功率突然剧烈增加，尤其容易在电机空载或超前角过大时发生，而这会造成电机因过热而受损，甚至威胁人员安全。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种无刷电机相位超前角优化电路，能够根据电机负载的轻重程度自适应调整相位超前角优化的计算参数，从而使计算得到的相位超前角能够适应电机负载的变化，提高电机性能，同时避免电机轻载尤其是空载时出现飞车等异常现象。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种无刷电机相位超前角优化电路，包括：

负载检测电路、控制算法电路、调整电路、优化电路、控制和驱动电路；

负载检测电路检测所述电机的状态参数和控制参数；

控制算法电路根据所述电机的状态参数和控制参数生成调整信号；

调整电路根据所述调整信号确定相位超前角计算参数；

优化电路根据所述相位超前角计算参数优化所述电机的相位超前角；

控制和驱动电路根据所述相位超前角，调整施加于所述电机的激励信号的相位。

优选的，所述控制参数包括电机的线电压；所述状态参数包括电机转速；所述相位超前角计算参数为所述电机的线电压与所述电机转速的比值的函数。

优选的，所述电路还包括：低通滤波器；所述低通滤波器对电机的母线电流进行低通滤波后得到电机的平均电流。

优选的，所述相位超前角计算参数包括增益参数和偏置参数；所述调整电路包括:偏置调整电路和增益调整电路。

进一步优选的，所述优化电路具体用于：

LA＝k·I_AVG+LA₀；

其中，LA为相位超前角，k为增益参数，I_AVG为电机的平均电流，LA₀为偏置参数。

本实用新型实施例的无刷电机相位超前角优化电路，能够根据电机负载的轻重程度自适应调整相位超前角优化的计算参数，从而使计算得到的相位超前角能够适应电机负载的变化，提高电机性能，同时避免电机轻载尤其是空载时出现飞车等异常现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种无刷电机相位超前角优化电路的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的无刷电机控制系统的结构示意图。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。