[发明专利]一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法

权利要求书

1.一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法，其特征在于，参考无刷直流电机转速和实际转速的差值输入到PID的调节器中，PID调节器输出参考转矩T_e^*，参考转矩T_e^*和实际转矩T_e的差值输入到两点式转矩调节器中，根据转矩调节器的输出导通相应的绕组，同时结合检测装置反馈的电机转子位置角θ，加入电流预测控制，最终使得电机在低速、中速、高速运行转矩脉动最小化。

2.如权利要求1所述的一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法，其特征在于，在转速和转矩的调节中，霍尔位置信号跳变标志换相的开始，关断相电流减少至零标志换相的结束，非换相时刻进行转矩闭环控制，换相时刻进行重叠换相，并且在换相期间采取了关断相和非换相相同步PWM调制而开通相恒通的措施，同时加入了电流预测模块进行占空比的计算。

3.如权利要求2所述的一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法，其特征在于，电流预测模型包括如下控制步骤：

步骤1)换相时刻采样当前时刻即k时刻的非换相相电流值和电机转速；

步骤2)根据电机当前时刻即k时刻的运行状态，获得三相绕组相反电动势；

步骤3)根据当前时刻即k时刻的三相绕组端电压，三相绕组反电动势、当前时刻k时刻的非换相电流值以及下一时刻k+1非换相相电流预测值，计算出预算控制律D，从而控制逆变电路输出；

步骤4)重复步骤1)-3)，直至换相结束，进行转矩闭环控制。

4.如权利要求3所述的一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法，其特征在于，步骤3)中，电流预测模型计算预测控制律D为：

a)高速区段换相期间电流预测控制的表达式:

b)低速区段换相期间电流预测控制的表达式:

其中，U_(k)是k时刻施加在关断相和非换相相两相绕组之间的电压，R是绕组电阻，i_(k)是k时刻非换相绕组电流，i_(k+1)是k+1时刻非换相绕组电流，L是绕组电感，T是采样周期，E_(k)是k时刻的三相反电动势幅值，U_bus是直流母线电压。

5.如权利要求2所述的一种无刷直流电机宽调速范围低转矩脉动抑制方法，其特征在于，对转矩调节控制中还需要对电磁转矩进行观测，在实际的控制系统，可检测量包括定子对地端电压、定子电流、中性点电压、电机转速，采用如下转矩计算模型：

T_e＝(e_ai_a+e_bi_b+e_ci_c)/Ω

其中，u_a，u_b，u_c为三相定子对地端电压，u_n为中性点电压，e_a，e_b，e_c为三相定子反电势，i_a，i_b，i_c为三相定子电流，L为定子自感，M是定子间互感。