[发明专利]电机正弦波驱动控制方法、系统及电机

说明书

本发明公开了一种电机正弦波驱动控制方法、系统及电机，该方法包括：根据预设调制波频率和预设载波频率建立预设正弦表，预设正弦表用于存储多个预设占空比数值；获取电机的实时反馈信号，实时反馈信号包括实时转速值和实时负载值；根据实时反馈信号确定实时调制步长值、调制系数及相位补偿角度；根据实时调制步长值对预设正弦表中的预设占空比数值进行查表比对，确定多个实时占空比值；根据多个实时占空比值、调制系数及相位补偿角度对电机的相电压进行调制，并根据调制后的正弦波信号对电机进行驱动控制。本发明实施例通过查表法改进正弦波调制算法，基于低成本控制器实现正弦波驱动控制，有利于降低产品成本，提高控制器的驱动效率。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机正弦波驱动控制方法、系统及电机。

背景技术

单相电机是指用单相交流电源(AC220V)供电的小功率单相异步电动机，这种电机通常在定子上有两相绕组，转子是普通鼠笼型的，两相绕组在定子上的分布以及绕组供电电压不同，可以产生不同的起动特性和运行特性。

目前，单相电机的驱动控制策略包括正弦波驱动控制方式和方波驱动控制方式，其中，方波和正弦波是指的驱动控制器对相电压进行调制，以使输出的驱动信号按特定规律排列，得到的绕组相电流波形，由于绕组相电流波形是根据相电压调制得出的，因此，也称相电流为调制波。

从电机驱动的角度而言，现有的正弦波驱动控制方式和方波驱动控制方式各有优缺点，主要表现为以下几个方面：

其一，驱动效率。结合电机有功功率计算公式可知，在同样的输出功率下，正弦波驱动控制方式所需的电流值小于方波驱动控制方式所需的电流值，即言，正弦波驱动控制方式的效率高于方波驱动控制方式。

其二，噪音。与传统的方波驱动控制方式相比，正弦波驱动控制方式在换相时无电流突变，减少了电磁噪声和转矩抖动。

其三，转矩。结合电机输出扭矩计算公式可知，在相同的输入电压下，绕组相电流波形(例如，相电流波形可为方波及正弦波)围成的有效面积即为输出转矩，方波驱动控制方式的输出转矩值高于正弦波驱动控制方式的输出转矩。

其四，成本。现有的正弦波驱动控制方式通常采用光学编码器，驱动控制器设计包含电流环、速度环和位置环，成为高性能的伺服单元，比方波驱动控制方式复杂，运算量大，对驱动控制器性能要求较高，导致正弦波驱动控制成本高，产品竞争力低。

因此，需要对现有的正弦波驱动控制方式进行改进。

发明内容

本发明提供一种电机正弦波驱动控制方法，解决了现有的正弦波驱动低扭矩、高成本的问题，基于低成本控制器实现正弦波驱动控制。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机正弦波驱动控制方法，包括以下步骤：根据预设调制波频率和预设载波频率建立预设正弦表，所述预设正弦表用于存储多个预设占空比数值；获取电机的实时反馈信号，所述实时反馈信号包括实时转速值和实时负载值；根据所述实时反馈信号确定实时调制步长值、调制系数及相位补偿角度；根据所述实时调制步长值对所述预设正弦表中的预设占空比数值进行查表比对，确定多个实时占空比值；根据所述多个实时占空比值、所述调制系数及所述相位补偿角度对电机的相电压进行调制，并根据调制后的正弦波信号对电机进行驱动控制。

可选地，所述根据所述多个实时占空比值、所述调制系数及所述相位补偿角度对电机的相电压进行调制，包括以下步骤：

根据所述实时占空比值及所述调制系数确定调制信号占空比；

根据所述相位补偿角度确定当前预设调制波周期的初始相位补偿值；

根据所述调制信号占空比及所述初始相位补偿值对电机的相电压进行调制。

可选地，所述根据所述相位补偿角度确定当前预设调制波周期的初始相位补偿值，包括以下步骤：将所述相位补偿角度代入下式，计算初始相位补偿值X：