[发明专利]一种三相双凸极无刷直流电机的控制方法及其驱动系统

摘要

本发明公开一种三相双凸极无刷直流电机的控制方法，功率变换器采用三相全桥逆变器，电机的三相电枢绕组分别对应连接三相全桥逆变器三相桥臂的中点，三相电枢绕组之间采用星形连接；所述控制方法是将换相位置提前标准换相位置一个提前换相角，将相电流关断位置滞后标准相电流关断位置一个滞后关断角，利用PWM斩波实现电流闭环控制，定义相参考电流值，定义励磁电流从电源流向励磁绕组为励磁电流的正方向，定义转子逆时针方向旋转为正方向；根据励磁电流的方向、转子旋转方向、提前换相角和滞后关断角，得到四组控制逻辑。此种控制方法可提高双凸极电机的输出功率和工作效率。本发明还提供一种实现上述控制方法的三相双凸极无刷直流电机的驱动系统。

主权项

1.一种三相双凸极无刷直流电机的控制方法，其特征在于：所述三相双凸极无刷直流电机的功率变换器采用三相全桥逆变器，三相双凸极无刷直流电机的A相、B相、C相电枢绕组分别对应连接到所述三相全桥逆变器的三相桥臂的中点，A相、B相、C相电枢绕组之间采用星形连接；所述控制方法包括如下步骤：步骤1，将换相位置提前标准换相位置一个电角度α，该电角度α称为提前换相角，将相电流关断位置滞后标准相电流关断位置一个电角度γ，该电角度γ称为滞后关断角；步骤2，利用PWM斩波实现电流闭环控制，定义相参考电流值，定义励磁电流从电源流向励磁绕组为励磁电流的正方向，反之为励磁电流的反方向，定义转子逆时针方向旋转为正方向，反之为反方向；步骤3，根据励磁电流的方向、转子旋转方向、提前换相角α和滞后关断角γ，得到四组控制逻辑；每组控制逻辑下包含六种开关管的导通模态：第一组控制逻辑：励磁电流的方向为正方向，转子的旋转方向为正方向，则，1)当转子从电角度(0°+γ)运动到(120°‑α)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通；2)当转子从电角度(120°‑α)运动到(120°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；3)当转子从电角度(120°+γ)运动到(240°‑α)，则B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；4)当转子从电角度(240°‑α)运动到(240°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；5)当转子从电角度(240°+γ)运动到(360°‑α)，则A相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；6)当转子从电角度(360°‑α)运动到(360°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；第二组控制逻辑：励磁电流的方向为正方向，转子的旋转方向为反方向，则，1)当转子从电角度(0°+γ)运动到(120°‑α)，则A相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；2)当转子从电角度(120°‑α)运动到(120°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；3)当转子从电角度(120°+γ)运动到(240°‑α)，则B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；4)当转子从电角度(240°‑α)运动到(240°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；5)当转子从电角度(240°+γ)运动到(360°‑α)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通；6)当转子从电角度(360°‑α)运动到(360°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；第三组控制逻辑：励磁电流的方向为反方向，转子的旋转方向为正方向，则，1)当转子从电角度(0°+γ)运动到(120°‑α)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通；2)当转子从电角度(120°‑α)运动到(120°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；3)当转子从电角度(120°+γ)运动到(240°‑α)，则B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；4)当转子从电角度(240°‑α)运动到(240°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；5)当转子从电角度(240°+γ)运动到(360°‑α)，则A相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；6)当转子从电角度(360°‑α)运动到(360°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；第四组控制逻辑：励磁电流的方向为反方向，转子的旋转方向为反方向，则，1)当转子从电角度(0°+γ)运动到(120°‑α)，则A相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通；2)当转子从电角度(120°‑α)运动到(120°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；3)当转子从电角度(120°+γ)运动到(240°‑α)，则B相桥臂的上开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；4)当转子从电角度(240°‑α)运动到(240°+γ)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的下开关管开通；5)当转子从电角度(240°+γ)运动到(360°‑α)，则A相桥臂的上开关管开通，B相桥臂的下开关管开通；6)当转子从电角度(360°‑α)运动到(360°+γ)，则A相桥臂的下开关管开通，B相桥臂的下开关管开通，C相桥臂的上开关管开通。