CN108964528A - 无刷直流电机低速转矩波动控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无刷直流电机低速转矩波动控制装置及控制方法，所述装置由电压型逆变器、无刷直流电机、单片机、母线电流检测模块组成，其中，电压型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机霍尔信号输出端相连接，单片机的输出端接电压型逆变器功率管的控制端，母线电流检测模块的输入端接电压型逆变器的母线，母线电流检测模块的输出端接单片机的输入端。控制方法是：根据无刷直流电机换相时母线电流的变化，用单片机调节开通相的PWM占空比，使换相时的母线电流值接近于换相前的数值，达到控制无刷直流电机低速转矩波动的目的。

Description

无刷直流电机低速转矩波动控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于无刷直流电机控制领域，涉及一种无刷直流电机，尤其涉及一种无刷直流电机低速转矩波动控制装置及控制方法。

背景技术

无刷直流电机具有结构简单、功率密度高、控制简单等诸多优点。近年来，无刷直流电机在高性能调速***和伺服控制***等工业领域中得到了日益广泛的应用。

无刷直流电机换相时产生的换相转矩波动，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120°导通、三相六状态控制为例，低速运行的无刷直流电机在换相的时候，母线电流会发生变化，这就产生了转矩波动，归其原因是开通相的电流变化率过大，所以调节开通相PWM占空比，使母线电流趋于不变能起到控制转矩波动的作用。本案正是基于这种思路而形成。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种无刷直流电机低速转矩波动控制装置及控制方法，其可通过调节开通相PWM占空比的方式控制转矩波动。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种无刷直流电机低速转矩波动控制装置，包括电压型逆变器、无刷直流电机、单片机、母线电流检测模块，其中，电压型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机霍尔信号输出端相连接，单片机的输出端接电压型逆变器功率管的控制端，母线电流检测模块的输入端接电压型逆变器的母线，母线电流检测模块的输出端接单片机的输入端。

一种无刷直流电机低速转矩波动控制方法，包括如下步骤：

步骤一、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开通相X；

步骤二、母线电流检测模块分别检测母线电流在非换相时的电流If和换相时的电流Ih，并送入单片机；

步骤三、在单片机中，将所述母线电流在非换相时的电流If减去所述母线电流在换相时的电流Ih，得到母线电流换相偏差ΔI；

步骤四、判断所述母线电流换相偏差ΔI的绝对值是否大于If绝对值的1％，若满足条件，则继续步骤五，否则，则结束；

步骤五、将所述母线电流换相偏差ΔI进行PI运算；

步骤六、对所述PI运算的结果限幅于0-100％的范围，得到数值D；

步骤七、单片机对无刷直流电机进行PWM调制控制，其中，单片机控制所述开通相X的PWM占空比为所述数值D。

采用上述方案后，本发明通过调节换相时开通相的电流变化率来使母线电流换相前后保持不便，从而达到控制低速转矩波动的作用，结构简单。

附图说明

图1是本发明控制装置的结构框图；

图2是本发明控制方法的流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。

如图1所示，本发明提供一种无刷直流电机低速转矩波动的控制装置，用于对图1中的无刷直流电机进行控制，所述控制装置包括电压型逆变器、无刷直流电机、单片机、母线电流检测模块，其中，电压型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机霍尔信号输出端相连接，单片机的输出端接电压型逆变器功率管的控制端，母线电流检测模块的输入端接电压型逆变器的母线，母线电流检测模块的输出端接单片机的输入端。

配合图2所示，本发明还提供一种基于前述无刷直流电机低速转矩波动的控制装置的控制方法，包括如下步骤：

步骤一、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开通相X；

步骤二、母线电流检测模块分别检测母线电流在非换相时的电流If和换相时的电流Ih，并送入单片机；

步骤三、在单片机中，将所述母线电流在非换相时的电流If减去所述母线电流在换相时的电流Ih，得到母线电流换相偏差ΔI；

步骤四、判断所述母线电流换相偏差ΔI的绝对值是否大于If绝对值的1％，若满足条件，则继续步骤五，否则，则结束；

步骤五、将所述母线电流换相偏差ΔI进行PI运算；

步骤六、对所述PI运算的结果限幅于0-100％的范围，得到数值D；

步骤七、单片机对无刷直流电机进行PWM调制控制，其中，单片机控制所述开通相X的PWM占空比为所述数值D。

综上，本发明一种无刷直流电机低速转矩波动的控制装置及控制方法，根据无刷直流电机换相时母线电流的变化，调节开通相的PWM占空比，来控制电机低速换相转矩波动，达到无刷直流电机低速运行时转矩波动小的要求。

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低速转矩波动控制装置，其特征在于，包括：电压型逆变器、无刷直流电机、单片机、母线电流检测模块，其中，电压型逆变器的三端输出接无刷直流电机的三相绕组，单片机的输入端与无刷直流电机霍尔信号输出端相连接，单片机的输出端接电压型逆变器功率管的控制端，母线电流检测模块的输入端接电压型逆变器的母线，母线电流检测模块的输出端接单片机的输入端。

2.一种如权利要求1所述的无刷直流电机低速转矩波动控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、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开通相X；

步骤二、母线电流检测模块分别检测母线电流在非换相时的电流If和换相时的电流Ih，并送入单片机；

步骤三、在单片机中，将所述母线电流在非换相时的电流If减去所述母线电流在换相时的电流Ih，得到母线电流换相偏差ΔI；

步骤四、判断所述母线电流换相偏差ΔI的绝对值是否大于If绝对值的1％，若满足条件，则继续步骤五，否则，则结束；

步骤五、将所述母线电流换相偏差ΔI进行PI运算；

步骤六、对所述PI运算的结果限幅于0-100％的范围，得到数值D；

步骤七、单片机对无刷直流电机进行PWM调制控制，其中，单片机控制所述开通相X的PWM占空比为所述数值D。