[发明专利]一种基于可变导通周期的高速永磁无刷直流电机控制方法

权利要求书

1.一种基于可变导通周期的高速永磁无刷直流电机控制方法，包括如下步骤：

(1)利用霍尔传感器采集捕获电机的转子离散位置角并计算出电机转速以及转子电角速度，同时利用电流传感器采集获取电机BC两相的定子电流信号；

(2)通过对电机BC两相定子电流信号进行滤波以及AD采样后，重构出电机的直流母线电流；

(3)根据转子电角速度和转子离散位置角计算出电机的转子连续位置角；

(4)通过电流及转速的双闭环控制计算出电机的导通角；

(5)根据所述转子连续位置角和导通角通过相应的导通逻辑确定下一时刻电机功率逆变器的开关状态并依此施加开关控制。

2.根据权利要求1所述的高速永磁无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中的转子离散位置角即为转子进入当前所在扇区时的初始位置角。

3.根据权利要求1所述的高速永磁无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤(2)中重构电机直流母线电流的具体标准如下：

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器A相上桥臂及B相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为-i_b；

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器A相上桥臂及C相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为-i_c；

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器B相上桥臂及A相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为i_b；

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器B相上桥臂及C相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为i_b；

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器C相上桥臂及A相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为i_c；

若电机转子当前所在扇区对应的开关状态为功率逆变器C相上桥臂及B相下桥臂开通，则电机的直流母线电流为i_c；

其中：i_b和i_c分别为当前电机BC两相的定子电流瞬时值。

4.根据权利要求1所述的高速永磁无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤(3)中通过以下公式计算电机的转子连续位置角：

其中：θ(t)为t时刻电机的转子连续位置角，ω为前一电周期的电机转子电角速度，θ_i为电机的转子离散位置角，t表示当前时刻，t₁表示转子进入当前所在扇区的初始时刻。

5.根据权利要求1所述的高速永磁无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体实现过程为：首先，使给定的参考转速减去当前电机转速，对相减得到的转速误差进行PI调节后产生一电流参考值；然后，使该电流参考值减去重构的电机直流母线电流，进而对相减得到的电流误差进行PI调节后生成电机的导通角。

6.根据权利要求1所述的高速永磁无刷直流电机控制方法，其特征在于：所述步骤(5)中的导通逻辑如下：

当30°≤θ≤150°-θ₁及150°+(x₁-1)θ₁≤θ≤150°+(x₁+x₂-1)θ₁，功率逆变器A相上桥臂开通；

当210°≤θ≤330°-θ₁及330°+(x₁-1)θ₁≤θ≤330°+(x₁+x₂-1)θ₁，功率逆变器A相下桥臂开通；

当330°≤θ≤360°及0°≤θ≤90°-θ₁及90°+(x₁-1)θ₁≤θ≤90°+(x₁+x₂-1)θ₁，功率逆变器B相下桥臂开通；

当150°≤θ≤270°-θ₁及270°+(x₁-1)θ₁≤θ≤270°+(x₁+x₂-1)θ₁，功率逆变器B相上桥臂开通；

当270°≤θ≤390°-θ₁及(x₁-1)θ₁+30°≤θ≤(x₁+x₂-1)θ₁+30°，功率逆变器C相上桥臂开通；

当90°≤θ≤210°-θ₁及210°+(x₁-1)θ₁≤θ≤210°+(x₁+x₂-1)θ₁，功率逆变器C相下桥臂开通；

其中：θ为电机的转子连续位置角，θ₁为电机的导通角，x₁和x₂均为导通系数。