[发明专利]一种无刷直流电机新型方波倍频控制方法

说明书

技术领域

本发明属于BLDC控制领域，涉及一种BLDC方波，具体是一种无刷直流电机新型方波倍频控制方法。

背景技术

传统BLDC方波控制，是在导通三相BLDC中的两相(如导通B₊C_-两相)时，保持C相控制低端桥臂PWMC_L长通，B相控制桥臂调制。单个霍尔换相周期内其它导通相(B₊A_-，C₊A_-，C₊B_-，A₊B_-，A₊C_-)控制方法相同。在单个无刷电机换相周期内，电流流经三相下桥臂的时间远大于流经上桥臂的时间，由于电流流经MOS管或IGBT时产生热量，故以上传统控制方法容易导致下桥臂产生的热量大于上桥臂产生的热量，致使下桥臂MOS管或IGBT温度普遍比上桥臂MOS管或IGBT温度高。为了解决上述缺陷，现提供一种方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无刷直流电机新型方波倍频控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无刷直流电机新型方波倍频控制方法,所述方法包含以下步骤：

步骤一：给定电机的目标速度Wr^*；

步骤二：利用速度检测装置测得BLDC的此时反馈速度Wr；

步骤三：获取目标速度和电机反馈速度之间的速度差；

步骤四：将速度差传输到速度调节器；

步骤五：速度调节器结合速度差经过PID调节输出调节电机所需目标电流I^*；

步骤六：利用电流检测装置检测得到BLDC反馈电流I；

步骤七：获取目标电流I^*与反馈电流I之间的电流差；

步骤八：将电流差传输到电流调节器；

步骤九：步骤九：电流调节器根据电流差经过PID调节输出目标占空比PWM_out；

步骤十：电机控制器依据特定公式计算出高端相输出占空比PWM_high和低端相输出占空比PWM_low；

步骤十一：电机控制器将PWM_high和PWM_low输出到当前BLDC导通两相的高端相和低端相；

步骤十二：BLDC按照PWM_high和PWM_low完成控制。

进一步地，所述步骤十中特定公式为

进一步地，所述步骤三中速度差为目标速度减去反馈速度。

进一步地，所述步骤七中电流差为目标电流减去反馈电流。

本发明的有益效果：本发明提出了一种新的控制算法，该算法使电流流经上、下桥臂的时间几乎相等，从而保证上下桥臂温度均衡。通过本发明算法，不但能够解决上下桥臂温度不均衡问题，而且比传统方波控制具有以下两大优势：

(1)由于硬件限制，上下桥臂之间PWM需加入死区，传统BLDC控制无法输出死区时间内的PWM，只能设定最小占空比为死区占空比，因此BLDC无法从零转速缓慢增加。而本发明可以保证BLDC从零速缓慢增加，因为本发明算法输出占空比是从50％开始调制，此时一般不存在死区影响。

(2)采用本发明，BLDC最终输出的电流波形频率是PWM调制频率的两倍；因此本发明也称为倍频控制；本发明简单实用。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的流程图；

图2为倍频控制单周期示意图；

图3为Hall_BC导通相PWMB_H和PWMC_L均为高电平系统电流流向示意图；

图4为Hall_BC导通相PWMB_L和PWMC_L均为高电平系统电流流向示意图；

图5为Hall_BC导通相PWMB_H和PWMC_H均为高电平系统电流流向示意图；

图6为倍频控制Hall_CB单周期示意图；

图7为Hall_CB导通相PWMC_H和PWMB_L均为高电平系统电流流向示意图；

图8为Hall_CB导通相PWMB_L和PWMC_L均为高电平系统电流流向示意图；

图9为Hall_CB导通相PWMB_H和PWMC_H均为高电平系统电流流向示意图。

具体实施方式