[发明专利]基于级联式变换器的永磁无刷直流电机力矩波动抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于级联式变换器的永磁无刷直流电机力矩波动抑制方法，在永磁无刷直流电机的逆变器前加装串联的一级变换器和二级变换器，其中，一级变换器和二级变换器的驱动信号均由永磁无刷直流电机的数字信号处理器控制驱动；在换向期间，数字信号处理器通过滞环控制的方式控制一级变换器的输出电压，使无刷直流电机端电压满足换相过程中力矩波动可抑制性判据；在非换相过程中，数字信号处理器将二级变换器的占空比设置为50％，以此来控制二级变换器的输出电压，使得二级变换器的输出电压是一级变换器的输出电压的二分之一，以满足非换相过程中力矩波动可抑制性判据。本发明可以有效的抑制转矩脉动，使无刷直流电机运行更加稳定安全。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种基于级联式变换器的永磁无刷直流电机力矩波动抑制方法。

背景技术

永磁无刷直流电动机拥有和直流电机相媲美的调速性能，性能稳定，电路简单，控制精准，因此，电磁通常用作执行器并在工业中广泛使用。

就目前的控制方式而言，无刷直流电机在运行过程中的转矩脉动较大，易产生噪音，给系统的平稳运行和使用寿命带来不利影响。而且国内外学者对无刷直流电机的转矩脉动进行大量的研究分析，主要是针对齿槽转矩脉动、磁阻转矩脉动、电磁转矩脉动、换向转矩脉动提出了具体的解决方法，有效地减小了转矩脉动现象，但是多数局限于控制算法的研究和探讨。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于级联式变换器的永磁无刷直流电机力矩波动抑制方法，可以有效的抑制转矩脉动，使无刷直流电机运行更加稳定安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于级联式变换器的永磁无刷直流电机力矩波动抑制方法，在永磁无刷直流电机的逆变器前加装级联的一级变换器和二级变换器，其中，一级变换器和二级变换器的驱动信号均由永磁无刷直流电机的数字信号处理器控制驱动；在换向期间，数字信号处理器实时采样电机相电流作为电流内环的反馈，通过滞环控制的方式控制一级变换器的输出电压，使无刷直流电机端电压满足换相过程中力矩波动可抑制性判据；在非换相过程中，数字信号处理器将二级变换器的占空比设置为50％，以此来控制二级变换器的输出电压，使得二级变换器的输出电压是一级变换器的输出电压的二分之一，以满足非换相过程中力矩波动可抑制性判据。

所述一级变换器包括第一开关管、第一二极管和第一电感，所述第一开关管的控制极与数字信号处理器的第一驱动端相连，阳极与电压端相连，阴极与第一电感的一端相连，所述第一电感的另一端与二级变换器相连，第一电感的一端还与第一二极管的负极相连，所述第一二极管的正极接地。

所述二级变换器包括第二开关管、第二二极管、第二电感和第三二极管；所述第二开关管的控制极与数字信号处理器的第二驱动端相连，阳极与一级变换器的输出端相连，阴极与第二电感的一端相连，所述第二电感的另一端与逆变器的输入端相连，所述第二电感的一端还与第二二极管的负极相连，所述第二二极管的正极接地；所述第三二极管的正极与第二电感的另一端相连，负极与一级变换器的输出端相连。

所述数字信号处理器通过控制第二开关管的通断将二级变换器的占空比设置为50％。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过调节逆变器前端的级联式变换器，使得永磁无刷直流电机在非换相期间和换相期间分别满足力矩波动的可抑制性判据，从而有效抑制永磁无刷直流电机在运行过程中的转矩脉动，并且提高了电源利用率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。