CN104378026B - 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法 - Google Patents

一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104378026B
CN104378026B CN201410679744.0A CN201410679744A CN104378026B CN 104378026 B CN104378026 B CN 104378026B CN 201410679744 A CN201410679744 A CN 201410679744A CN 104378026 B CN104378026 B CN 104378026B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
chip microcomputer
brshless
electric current
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410679744.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104378026A (zh
Inventor
魏海峰
张懿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHUNHUA ELECTRIC (KUNSHAN) Co.,Ltd.
Original Assignee
Jiangsu University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu University of Science and Technology filed Critical Jiangsu University of Science and Technology
Priority to CN201410679744.0A priority Critical patent/CN104378026B/zh
Publication of CN104378026A publication Critical patent/CN104378026A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104378026B publication Critical patent/CN104378026B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10—Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法，所述装置由电压型逆变器、单片机和电流采集模块组成，其中，所述电压型逆变器的三端输出分别对应连接无刷直流电机的三相绕组；所述电流采集模块的输入端连接无刷直流电机的三相绕组，用于采集流经三相绕组的电流，并将采集的电流送入单片机；所述单片机的输入端与无刷直流电机的霍尔信号输出端相连接，所述单片机的输出端分别连接电压型逆变器功率管的控制端，通过对电压型逆变器的控制实现对无刷直流电机各相开通与关闭的控制。所述控制方法是通过维持电流不变的方式控制转矩脉动。

Description

一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于电子控制技术领域，具体涉及一种基于维持电流不变的无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法。
背景技术
无刷直流电机具有体积小、性能好、结构简单、可靠性高、输出转矩大等优点，然而无刷直流电机换相时产生的换相转矩脉动，可引起电机抖动、噪声，限制了该类电机的应用范围。以无刷直流电机二二导通、三相六状态为例，高速运转的无刷直流电机在换相的时候，不变相的电流会有所变化，这就产生了转矩脉动，归其原因是关闭相的电流变化太快，所以减缓关闭相电流变化，使不变相的电流趋于不变能起到抑制转矩脉动的作用。因此，本发明正是基于这种思路而形成。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷和发明思路，提出一种基于维持电流不变的无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法。
为了达到上述目的，本发明解决技术问题所采取的技术方案是：
一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置，包括电压型逆变器、单片机和电流采集模块，其中，所述电压型逆变器的三端输出分别对应连接无刷直流电机的三相绕组；所述电流采集模块的输入端连接无刷直流电机的三相绕组，用于采集流经三相绕组的电流，并将采集的电流送入单片机；所述单片机的输入端与无刷直流电机的霍尔信号输出端相连接，所述单片机的输出端分别连接电压型逆变器功率管的控制端，通过对电压型逆变器的控制实现对无刷直流电机各相开通与关闭的控制。
上述所述电压型逆变器包括直流电压源和三相桥式逆变器，三相桥式逆变器由6个功率管MOS1-MOS6两两一组先串联再并联形成，所述直流电压源连接三相桥式逆变器的输入端，而三相桥式逆变器的三个输出端作为电压型逆变器的输出端，分别对应连接无刷直流电机的三相绕组。
上述所述电压型逆变器还包括三个电容器，三个电容器的一端分别与三相桥式逆变器的三个输出端对应连接，三个电容器的另一端连接于一点。
本发明的一种无刷直流电机高速转矩脉动的控制装置的控制方法，包括如下步骤：
1、所述单片机采集无刷直流电机的霍尔信号，并根据采集到的霍尔信号计算得到无刷直流电机在换相时的关闭相X和不变相Y；
2、所述电流采集模块分别采集不变相Y在换相时的电流Iy和稳定时的电流Iy1；
3、所述单片机对步骤2所述电流Iy、Iy1进行判断，当换相时|Iy-Iy1|＞a，则单片机给关闭相X一个导通信号，返回步骤2；当换相时|Iy-Iy1|＜a，则单片机给关闭相X一个关断信号，进入步骤4；其中，a表示不变相Y稳定时的电流Iy1的百分之一；
4、继续判断Iy是否趋于稳定，不稳定，则返回步骤2，稳定则结束。
上述步骤4中所述的Iy的变动幅值在百分之一内，判断其趋于稳定。
本发明的优点和有益效果主要是：
本发明结构简单，通过减缓换相时关闭相的电流下降速度来使不变相电流趋于不变，从而达到控制转矩脉动的作用。
附图说明
图1为本发明控制装置构造图；
图2为无刷直流电机各相绕组的感应电势和输入电流图；
其中，(a)、(b)、(c)分别表示A、B、C三相绕组的感应电势，(d)、(e)、(f)分别表示A、B、C三相绕组的输入电流；
图3为本发明控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置，用于对图1中的无刷直流电机进行控制。所述控制装置由包括电压型逆变器、单片机和电流采集模块，其中，电压型逆变器包括直流电压源、三相桥式逆变器和三个电容器，三相桥式逆变器由6个功率管MOS1-MOS6两两一组先串联再并联形成，所述直流电压源连接三相桥式逆变器的输入端，而三个电容器的一端分别与三相桥式逆变器的三个输出端对应连接，三个电容器的另一端连接于一点，且三相桥式逆变器的三个输出端作为电压型逆变器的输出端；所述电压型逆变器的输出端分别对应连接无刷直流电机的三相绕组(也即三个电容器并联在三相绕组两端，用于吸收换流时负载电感中存储的能量)；所述电流采集模块的输入端连接无刷直流电机的三相绕组，用于采集流经三相绕组的电流，并将采集的电流送入单片机；所述单片机的输入端还连接无刷直流电机的霍尔信号输出端，且所述单片机的输出端分别连接电压型逆变器中的6个功率管的控制端，用于控制各功率管的开通与关闭。
如图2所示，是无刷直流电机各相绕组的感应电势和输入电流图，三相反电动势为梯形波，梯形波平顶宽度为120°电角，三相对称，控制电流为理想方波，与梯形波反电动势平顶等宽，电流与反电动势同正负，在某一运行状态里，电磁转矩正比于各相感应电动势和输入电流乘积之和。
如图3所示，本发明的一种无刷直流电机高速转矩脉动的控制装置的控制方法，包括如下步骤：
1、所述单片机采集无刷直流电机的霍尔信号，并根据采集到的霍尔信号计算得到无刷直流电机在换相时的关闭相X和不变相Y；其中，X、Y均指代三相绕组A、B、C，且存在如表1所示的对应状态；
表1
状态 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-1
霍尔器状态 110-100 100-101 101-001 001-011 011-010 010-110
关闭相X C B A C B A
不变相Y B A C B A C
2、所述电流采集模块分别采集不变相Y在换相时的电流Iy和稳定时的电流Iy1；
3、所述单片机对步骤2所述电流Iy、Iy1进行判断，当换相时|Iy-Iy1|＞a，则单片机给关闭相X一个导通信号，返回步骤2；当换相时|Iy-Iy1|＜a，则单片机给关闭相X一个关断信号，进入步骤4；其中，a表示不变相Y稳定时的电流Iy1的百分之一；
4、继续判断Iy是否趋于稳定，不稳定，则返回步骤2，稳定则结束。
综上，本发明一种无刷直流电机高速转矩脉动的控制装置及抑制方法，根据无刷直流电机换相时不变相电流的变化，调节导通相的导通或者关断状态，来使换相转矩脉动减小，达到无刷直流电机高速运行时转矩脉动小的要求。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置的控制方法，基于的控制装置包括电压型逆变器、单片机和电流采集模块，其中，所述电压型逆变器的三端输出分别对应连接无刷直流电机的三相绕组；所述电流采集模块的输入端连接无刷直流电机的三相绕组，用于采集流经三相绕组的电流，并将采集的电流送入单片机；所述单片机的输入端与无刷直流电机的霍尔信号输出端相连接，所述单片机的输出端分别连接电压型逆变器功率管的控制端，通过对电压型逆变器的控制实现对无刷直流电机各相开通与关闭的控制；其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：
(1)所述单片机采集无刷直流电机的霍尔信号，并根据采集到的霍尔信号计算得到无刷直流电机在换相时的关闭相X和不变相Y；
(2)所述电流采集模块分别采集不变相Y在换相时的电流Iy和稳定时的电流Iy1；
(3)所述单片机对步骤(2)所述电流Iy、Iy1进行判断，当换相时|Iy-Iy1|＞a，则单片机给关闭相X一个导通信号，返回步骤(2)；当换相时|Iy-Iy1|＜a，则单片机给关闭相X一个关断信号，进入步骤(4)；其中，a表示不变相Y稳定时的电流Iy1的百分之一；
(4)继续判断Iy是否趋于稳定，不稳定，则返回步骤(2)，稳定则结束。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机高速转矩脉动的控制方法，其特征在于，步骤(4)中所述的Iy的变动幅值在百分之一内，判断其趋于稳定。
CN201410679744.0A 2014-11-24 2014-11-24 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法 Active CN104378026B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410679744.0A CN104378026B (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410679744.0A CN104378026B (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104378026A CN104378026A (zh) 2015-02-25
CN104378026B true CN104378026B (zh) 2017-02-01

Family

ID=52556738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410679744.0A Active CN104378026B (zh) 2014-11-24 2014-11-24 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104378026B (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104410338A (zh) * 2014-11-27 2015-03-11 江苏科技大学 抑制无刷直流电机高速转矩脉动的控制装置及控制方法
CN105375829A (zh) * 2015-12-02 2016-03-02 江苏科技大学 一种永磁同步电机相反电势的辨识方法
CN105391350A (zh) * 2015-12-02 2016-03-09 江苏科技大学 一种永磁同步电机相反电势的检测装置及检测方法
CN107769628B (zh) * 2017-12-05 2019-10-11 北京信息科技大学 一种永磁无刷直流电机转矩脉动抑制方法及装置
CN108988702A (zh) * 2018-08-13 2018-12-11 魏传月 无刷直流电机关断相pwm控制方法
CN109039172A (zh) * 2018-08-13 2018-12-18 魏传月 一种无刷直流电机关断相控制方法
CN108880347A (zh) * 2018-08-13 2018-11-23 夏怀琴 基于非换相相电流的无刷直流电机关断相控制方法
CN108880348A (zh) * 2018-08-13 2018-11-23 魏传月 无刷直流电机换相过程中的关断相控制方法
CN108923699A (zh) * 2018-08-13 2018-11-30 夏怀琴 基于转速误差的无刷直流电机关断相控制方法
CN110988672B (zh) * 2019-08-05 2021-10-19 百恒石油装备有限公司 永磁同步电机霍尔传感器信号采集的堵转抗扰方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101741299A (zh) * 2010-01-20 2010-06-16 哈尔滨工业大学 四开关三相逆变器供电的无刷直流电机调速方法
CN102077460A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 莫斯科技株式会社 Pm电动机驱动电源装置
CN103595312A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 江苏科技大学 基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5417195B2 (ja) * 2010-01-19 2014-02-12 国産電機株式会社 永久磁石モータのトルクリプル抑制制御装置、電動パワーステアリングシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102077460A (zh) * 2008-06-27 2011-05-25 莫斯科技株式会社 Pm电动机驱动电源装置
CN101741299A (zh) * 2010-01-20 2010-06-16 哈尔滨工业大学 四开关三相逆变器供电的无刷直流电机调速方法
CN103595312A (zh) * 2013-10-30 2014-02-19 江苏科技大学 基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Analysis of Torque Ripple Due to Phase Commutation in Brushless dc Machines";Renato Carlson，etc;《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS》;19920630;第632-638页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104378026A (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104378026B (zh) 一种无刷直流电机高速转矩脉动控制装置及控制方法
CN106533224B (zh) 一种新型谐振直流环节软开关逆变器及其调制方法
CN104901576B (zh) 逆变器装置以及空调机
CN105119536B (zh) 一种电机驱动器拓扑及其控制方法
CN105703689B (zh) 大功率无刷双馈电机三电平双向变频调速***
CN202721450U (zh) 全可控能量回馈装置
CN104300859B (zh) 一种开关磁阻发电机功率变换器拓扑结构及其控制方法
CN105048900A (zh) 双绕组无刷直流电机倍频斩波控制电路及绕组切换方法
CN104393800B (zh) 一种无刷直流电机低速转矩脉动的抑制装置及抑制方法
CN202997986U (zh) 一种直流无刷电机驱动装置
CN103944439B (zh) 无有源前端的两电机驱动级联多电平逆变***
CN203675030U (zh) 一种交流伺服驱动***
CN206790379U (zh) 永磁同步电机牵引***
CN104494457A (zh) 一种电流源型插电混合动力汽车能量传送驱动装置及方法
CN203826986U (zh) 一种lc滤波电梯能量回馈电路
CN103595312A (zh) 基于电流型逆变器的无刷直流电机控制装置及控制方法
CN103545820B (zh) 提高双馈风电变流器功率器件在微风工况下可靠性的方法
CN204012748U (zh) 一种变频电机用spwm整流回馈装置
CN105720822A (zh) 一种基于SiC器件串联的双向DC/DC变换器
CN104410338A (zh) 抑制无刷直流电机高速转矩脉动的控制装置及控制方法
Keiichiro Basic study on an EDLC and DC voltage hybrid traction system with a direct converter
CN203166545U (zh) 具有lcl滤波功能的电梯能量回馈电路
CN203071823U (zh) 基于功率单元并联的级联式高压变频器
CN202841050U (zh) 一种具有能量回馈功能的级联型高压变频器调速***
CN205249046U (zh) 一种变频器能耗制动及上电缓冲电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190118

Address after: 212008 669 Jin run road, Zhenjiang, Jiangsu

Patentee after: Jiangsu Taihang Mdt InfoTech Ltd

Address before: 212003 Mengxi Road, Jingkou District, Zhenjiang, Jiangsu Province, No. 2

Patentee before: Jiangsu University of Science and Technology

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210415

Address after: 215300 Room 201, building 757, Qianjin East Road, Kunshan Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: SHUNHUA ELECTRIC (KUNSHAN) Co.,Ltd.

Address before: 212008 669 Jin run road, Zhenjiang, Jiangsu

Patentee before: JIANGSU TAIHANG INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.