[发明专利]能够抑制转矩脉动的大功率双转无刷直流电机换相方法

说明书

技术领域

本发明属于双转无刷直流电机控制领域，具体是能够抑制转矩脉动的大功率双转无刷直流电机换相方法。

背景技术

大功率无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、可靠性高等优点，在航空、航天、航海等众多领域，均可使用大功率无刷直流电机作为推进执行机构。大功率双转无刷直流电机是基于作用力和反作用力的原理设计的，在电磁转矩的推动下内外两个转子同时向相反方向旋转。这种大功率双转无刷直流电机主要应用于水下双轴对转推进系统中，可以有效防止发生横滚现象，显著提高水下航行器的推进效率。

无刷直流电机由于采用电子换相，在运行过程中不可避免地存在换相转矩脉动和PWM调制脉动。大功率无刷直流电机在运转时的额定转矩较大，如果不对转矩脉动加以抑制，会严重影响系统的寿命和稳定性。大功率双转无刷直流电机由于内外转子都在转动，系统运行更加复杂，增加了换相控制和转矩抑制的难度，因此发明一种能够抑制转矩脉动的大功率双转无刷直流电机换相方法显得十分重要。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提出能够抑制转矩脉动的大功率双转无刷直流电机换相方法。

技术方案

一种能够抑制转矩脉动的大功率双转无刷直流电机换相方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：在复杂可编程逻辑器件CPLD中对霍尔位置信号D_HA2_OUT、D_HB2_OUT、D_HC2_OUT、Z_HA2_OUT、Z_HB2_OUT、Z_HC2_OUT进行两两相或逻辑运算，得到信号D_HA_OUT和Z_HA_OUT输入到DSP控制器中；

D_HA_OUT＝D_HA2_OUT||D_HB2_OUT

+D_HA2_OUT||D_HC2_OUT

+D_HB2_OUT||D_HC2_OUT

Z_HA_OUT＝Z_HA2_OUT||Z_HB2_OUT

+Z_HA2_OUT||Z_HC2_OUT

+Z_HB2_OUT||Z_HC2_OUT

步骤2：在DSP控制器中内外转子均转过一对极的情况下，计算内转子位置θ_n、外转子位置θ_w：

内转子实时角度

外转子实时角度

其中：T_n为内转子距离上一个D_HA1_OUT下降沿的时间宽度；

T_nb为内转子上一圈两个D_HA1_OUT下降沿之间的时间宽度；

T_w为外转子距离上一个Z_HA1_OUT下降沿的时间宽度；

T_wb为外转子上一圈两个Z_HA1_OUT下降沿之间的时间宽度；

步骤3：根据霍尔位置信号D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT组合信号状态对内转子位置θ_n进行角度修正：

当D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT组合信号状态为0x0101，如果θ_n大于等于30度，则将θ_n修正为30度；

当D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT组合信号状态为0x0100，如果θ_n小于等于30度，则将θ_n修正为30度；如果θ_n大于等于60度，则将θ_n修正为60度；

当D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT组合信号状态为0x0110，如果θ_n小于等于60度，则将θ_n修正为60度；如果θ_n大于等于90度，则将θ_n修正为90度；

当D_HA1_OUT、D_HB1_IN、D_HC1_IN、D_HA_OUT组合信号状态为0x0111，如果θ_n小于等于90度，则将θ_n修正为90度；如果θ_n大于等于120度，则将θ_n修正为120度；