[发明专利]一种无刷直流电机转矩脉动的抑制方法及系统

权利要求书

1.一种无刷直流电机转矩脉动的抑制系统，其特征在于，包括电压型逆变器(2)、控制器(4)和采样电路(5)；

所述电压型逆变器(2)用于控制无刷直流电机(3)的三相开通与关闭；

所述采样电路(5)用于采集所述无刷直流电机(3)运行过程中的三相相电流，并将采集的所述三相相电流发送至所述控制器(4)；

所述控制器(4)用于接收所述三相相电流和所述无刷直流电机(3)的霍尔传感器采集的霍尔信号；还用于根据所述三相相电流和所述霍尔信号判断所述无刷直流电机(3)是否处于换相状态，当判断结果为否时，采用两两导通控制方式控制所述电压型逆变器(2)，当判断结果为是时，采用两两导通与三三导通切换控制方式控制所述电压型逆变器(2)；

所述采样电路(5)的三个输入端分别与所述无刷直流电机(3)的三相绕组对应电连接，且输出端与所述控制器(4)的输入端电连接；所述采样电路(5)还具体用于采集所述无刷直流电机(3)运行过程中的三相定子端电压，并将采集的所述三相定子端电压发送至所述控制器(4)；

所述控制器(4)包括A/D转换电路(41)、计算电路(42)、换相控制电路(43)、PID控制电路(44)和PWM信号电路(45)；

所述A/D转换电路(41)的输入端分别与所述采样电路(5)的输出端和所述无刷直流电机(3)的霍尔信号输出端电连接，所述A/D转换电路(41)用于对所述三相相电流、所述三相定子端电压和所述霍尔信号分别进行模数转换；

所述计算电路(42)的输入端与所述A/D转换电路(41)的输出端电连接，所述计算电路(42)的输出端分别与所述PID控制电路(44)的输入端和所述换相控制电路(43)的输入端电连接，所述计算电路(42)用于根据所述霍尔信号经模数转换后的结果计算所述无刷直流电机(3)的转速，并根据所述转速和所述三相相电流经模数转换后的结果判断所述无刷直流电机(3)是否处于换相状态，并将判断结果作为所述换相控制电路(43)的输入；所述计算电路(42)还用于根据所述三相相电流和所述三相定子端电压经模数转换后的结果计算所述无刷直流电机(3)在所述两两导通与三三导通切换控制方式下的三三导通过程中的关断相占空比，并将所述关断相占空比作为所述PID控制电路(44)的输入；

其中，所述关断相占空比的具体公式为：

d₂为所述关断相占空比，U_dc为所述电压型逆变器(2)的直流输入端电压，e_x、e_y和e_z分别为所述两两导通与三三导通切换控制方式下，根据所述三相相电流和所述三相定子端电压计算得到的非换相相反电动势、开通相反电动势和关断相反电动势，d和d₁分别为所述两两导通与三三导通切换控制方式下，根据所述三相相电流和所述三相定子端电压获取的非换相相占空比和开通相占空比；

所述换相控制电路(43)的输入端与所述计算电路(42)的输出端电连接，所述换相控制电路(43)的输出端与所述电压型逆变器(2)的输入端电连接，所述换相控制电路(43)用于根据所述计算电路(42)判断所述无刷直流电机(3)是否处于换相状态的所述判断结果控制所述电压型逆变器(2)对应的换相控制信号的生成；

所述PID控制电路(44)的输入端与所述计算电路(42)的输出端电连接，所述PID控制电路(44)的输出端与所述PWM信号电路(45)的输入端电连接，所述PID控制电路(44)用于根据所述占空比控制所述电压型逆变器(2)对应的PWM信号的生成；

所述PWM信号电路(45)的输入端与所述PID控制器(44)的输出端电连接，所述PWM信号电路(45)的输出端与所述电压型逆变器(2)的输入端电连接，所述PWM信号电路(45)用于根据所述PWM信号对所述电压型逆变器(2)进行调制。

2.根据权利要求1所述的无刷直流电机转矩脉动的抑制系统，其特征在于，还包括驱动保护电路(6)，所述驱动保护电路(6)的输入端分别与所述PWM信号电路(45)的输出端和所述换相控制电路(43)的输出端电连接，所述驱动保护电路(6)的输出端与所述电压型逆变器(2)的输入端电连接，所述驱动保护电路(6)用于根据所述PWM信号和所述换相控制信号对所述电压型逆变器(2)进行保护。