[发明专利]一种无刷直流电机控制方法

权利要求书

1.一种无刷直流电机控制方法，其特征在于，具体步骤包括：

步骤一、获取电机静止时的转子初始位置，使电机无反转启动；

步骤二、根据转子初始位置，采用对应的反电势积分法使转子位置迅速与换相频率同步，提升相应载荷下的启动成功率；

步骤三、采用基于PLL锁相环的滑模控制系统对转子位置进行估计；

步骤四、确定切换开关的切换时机，于启动阶段后采用磁场定向控制理论驱动无刷直流电机。

2.如权利要求1所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤一中，采用电感法，通过应用铁芯磁饱和原理确定转子初始位置。

3.如权利要求1所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤三中，所述PLL锁相环用以去除因滑模观测器带入的抖振效应，通过对滑模面的选取，使得转子位置的估计值误差小于设定的阈值。

4.如权利要求1所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤四中，控制d轴电流分量为零，使得q轴电流分量全部用来产生电机所需转矩，以此抑制脉动的产生。

5.如权利要求2所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤一中，

采用二二导通方式向MOSFET管中注入电压脉冲，电压矢量产生对应的母线电流；

铁芯磁饱和程度的不同产生不同大小的母线电流；

不同方向的电压矢量对应不同大小的母线电流，通过比较母线电流的大小，依次判断转子所处π、π/3、π/6的具体位置范围。

6.如权利要求1所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤二中，确定转子初始位置范围后，根据转矩最大化及预先确定的转动方向对转子施加电压矢量，此时产生如下所述的两种情况：

201、非导通相反电势已过零点的情况：此时，在检测到过零点后马上启动积分器，将积分结果实时与积分阀值作对比，若溢出，则马上换相，使电机进入加速过程；

202、非导通相反电势未过零点的情况：此时，积分器与启动程序同时开启，将积分结果实时与积分阀值进行对比，若溢出，则马上换相，使电机进入加速启动过程。

7.如权利要求1所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于，所述步骤四中：

电机启动后，将滑模观测得到的转子位置信号与锁相环反馈信号差值经过PI模块进行调节，将调节后的误差信号利用RC模块进行滤波，滤波后的信号经过均值模块得到电机转子转速信号；

当电机运转速度达到设定的阈值后，控制切换点进行切换进入磁场定向控制阶段。

8.如权利要求7所述的一种无刷直流电机控制方法，其特征在于，所述磁场定向控制具体方法如下所述：

无刷电机的A、B相电流依次经过Clarke坐标转换和Park坐标转换后，变为可独立控制的d-q轴电流分量，控制无刷电机时，将d轴的电流参考值设为零；

将反馈量生成的电流分量与给定转矩下的d-q轴电流分量作对比产生控制误差，应用PI调节器进行数学运算；

平行相电流的参考值被设为零，电机的电流矢量全部转化为垂直向的电流，PI调节器控制与转子所在轴线垂直的电流分量，使输出的转矩得到控制；

PI调节器产生的d-q轴的参考电压分量经反Park变换转换为两相静止坐标下的电流分量；

向SVPWM模块送入参考电压信号，SVPWM模块输出信号驱动逆变器，完成磁场定向控制。