CN102270962A - 大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法 - Google Patents

大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法，采用脉冲宽度调制法驱动电机，在脉冲宽度调制的间隙里，采用霍尔传感器采样得到电机转子的位置信息；对检测到的霍尔传感器位置信息进行规律性检查并对电机的转速变化率进行检查，如果检查发现霍尔传感器的位置信息超出设定的范围，则忽略此次检测结果；并利用霍尔传感器得到的周期性信息计算出旋转模型的转速，同时利用霍尔传感器得到的分离位置信息对旋转模型进行相位同步，模拟出电机的连续位置信息。本发明采用正弦波驱动方案，具有开关损耗小、电磁辐射低、效率高、母线电压利用率高等优点，且旋转模型具有相当的稳定性，从而使得电机平稳性好、噪音低，且杂散损耗小、效率高。

Description

大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法
技术领域
    本发明涉及直流无刷电动机控制器领域，具体涉及一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法。
背景技术
直流无刷电机驱动有两种方案，方波驱动方案（120°变频）与正弦波驱动方案（180°变频）。方波驱动方案：电路拓扑结构简单，控制策略容易实现。但方波驱动的电机力矩波动大，低速运行时平稳性差，振动与噪音也大，高速运行时谐波损耗等杂散损耗大导致效率降低。正弦波驱动方案：电机低速运行平稳性好噪音低，高速运行时杂散损耗小，效率高。但正弦波驱动方案的控制软件比较复杂。 
对于大功率电机驱动器来说，效率是非常重要的指标，噪音与振动也不可小视，所以一般选用正弦波驱动方案。正弦波驱动有几种方法，如正弦波脉宽调制（SPWM）法，空间矢量脉宽调制（SVPWM）法。
发明内容
本发明的目的是提供一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法，采用满足“最佳换流顺序”的改进型空间矢量脉宽调制（SVPWM）法。
本发明的技术方案如下：
一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、采用脉冲宽度调制法驱动电机，在脉冲宽度调制的间隙里，采用霍尔传感器采样得到电机转子的位置信息，并采用多次采样的方法来降低由于干扰带来的影响；
（2）、利用软件模拟出一个旋转模型，并利用霍尔传感器得到的周期性信息计算出所述旋转模型的转速，同时利用霍尔传感器得到的分离位置信息对旋转模型进行相位同步，所述的旋转模型即可模拟出电机的连续位置信息；
（3）、由于电机在实际的运转过程中是有惯性的，电机在高速运转时霍尔传感器输出的分离位置信息间隔不到1毫秒，电机转速在这么短时间内不可能有很大变化，此时利用软件对检测到的霍尔传感器位置信息进行规律性检查并对转速变化率进行检查，如果检查发现霍尔传感器的位置信息超出设定的范围，则忽略此次检测结果，从而使得所述的旋转模型也具有了类似电机的机械“惯性”性质，即所述的旋转模型具有相当的稳定性。
本发明的有益效果：
本发明具有开关损耗小、电磁辐射低、效率高、母线电压利用率高等优点，且旋转模型具有相当的稳定性，从而完美实现正弦波驱动，使得电机运行平稳性好、噪音低，且杂散损耗小、效率高。
附图说明
    图1为本发明的程序流程图。
具体实施方式
参见图1，一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法，具体包括以下步骤：
（1）、采用脉冲宽度调制法驱动电机，在脉冲宽度调制的间隙里，采用霍尔传感器采样得到电机转子的位置信息，并采用多次采样的方法来降低由于干扰带来的影响；
（2）、利用软件模拟出一个旋转模型，并利用霍尔传感器得到的周期性信息计算出旋转模型的转速，同时利用霍尔传感器得到的分离位置信息对旋转模型进行相位同步，旋转模型即可模拟出电机的连续位置信息，以便对正弦波驱动信号进行正确的同步；
（3）、由于电机在实际的运转过程中是有惯性的，电机在高速运转时霍尔传感器输出的分离位置信息间隔不到1毫秒，电机转速在这么短时间内不可能有很大变化，此时利用软件对检测到的霍尔传感器位置信息进行规律性检查并对转速变化率进行检查，如果检查发现霍尔传感器的位置信息超出设定的范围，则忽略此次检测结果，大大提高了检测的正确率，从而使得旋转模型也具有了类似电机的机械“惯性”性质，即旋转模型具有相当的稳定性，即使由于干扰丢失了几个霍尔传感器的位置信息也没有太大影响。
关于电机转速相位补偿问题，本发明可进行不同电机转速下的相位调整试验，实验结果：从低速到高速时最佳相位角逐渐超前20°左右，按照实验结果本发明进行了相位转速补偿。

Claims (1)

1.一种大功率高速直流无刷电动机控制器的驱动方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、采用脉冲宽度调制法驱动电机，在脉冲宽度调制的间隙里，采用霍尔传感器采样得到电机转子的位置信息，并采用多次采样的方法来降低由于干扰带来的影响；
（2）、利用软件模拟出一个旋转模型，并利用霍尔传感器得到的周期性信息计算出所述旋转模型的转速，同时利用霍尔传感器得到的分离位置信息对旋转模型进行相位同步，所述的旋转模型即可模拟出电机的连续位置信息；
（3）、由于电机在实际的运转过程中是有惯性的，电机在高速运转时霍尔传感器输出的分离位置信息间隔不到1毫秒，电机转速在这么短时间内不可能有很大变化，此时利用软件对检测到的霍尔传感器位置信息进行规律性检查并对转速变化率进行检查，如果检查发现霍尔传感器的位置信息超出设定的范围，则忽略此次检测结果，从而使得所述的旋转模型也具有了类似电机的机械“惯性”性质，即所述的旋转模型具有相当的稳定性。
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