无位置传感器无刷直流电机换向控制方法

文档序号:7386935阅读:194来源:国知局
无位置传感器无刷直流电机换向控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种无位置传感器无刷直流电机换向控制方法,是在传统的三相六状态控制方案现有的硬件电路的基础上,重新编写软件实现三相十二状态,三相导通时的换向切换时间是根据前后两相转子位置检测电路得出的时间计算出来的,本发明控制效果较好,转矩脉动也比三相六状态要小。
【专利说明】无位置传感器无刷直流电机换向控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及电机控制方法领域,具体是一种无位置传感器无刷直流电机换向控制方法。

【背景技术】
[0002]目前,如图1所示,公知的无位置传感器无刷直流电机硬件上由DSP、光电隔离电路、驱动电路、三相逆变电路、电压比较电路、三相端电压检测模块(这是什么电路?)、ABC三相绕组构成,其中DSP的PWM端口通过光电隔离电路连接驱动电路输入端,驱动电路输出端连接三相逆变电路输入端,三相逆变电路输出端分别连接三相绕组,三相端电压检测模块输入端分别连接三相绕组,三相端电压检测模块输出端连接电压比较电路输入端,电压比较电路输出端通过光电隔离电路连接DSP的CAP端口,DSP的AD端口还通过电流采样导线连接三相绕组。这种结构的无位置传感器无刷直流电机控制采用三相六状态轮流导通的换向方式,驱动电路主要构造是由六个开关管采用全桥结构,加上一些光耦电路和一些专用的栅极驱动芯片组成。根据电机正转和反转的不同,开关管的导通顺序也不同,但是传统的三相六状态轮流导通的换向方式会使转矩脉动很大,在一些对转矩脉动高要求的特定场合的应用有所限制。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种无位置传感器无刷直流电机换向控制方法,以解决现有技术无位置传感器无刷直流电机换向控制转矩脉动大的问题。
[0004]为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
无位置传感器无刷直流电机换向控制方法,所述无位置传感器无刷直流电机采用星形连接的ABC三相绕组励磁结构,无位置传感器无刷直流电机通过由六个开关管V1-V6构成的全桥结构的驱动电路切换通过ABC三相绕组的电流,所述驱动电路中,开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极连接,开关管Vl的集电极连接至一个电源的正极,开关管V4的发射极连接至所述电源的负极,开关管V3的发射极与开关管V6的集电极连接,开关管V3的集电极连接至所述电源的正极,开关管V6的发射极连接至所述电源的负极,开关管V5的发射极与开关管V2的集电极连接,开关管V5的集电极连接至所述电源的正极,开关管V2的发射极连接至所述电源的负极,从开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的A相绕组上,从开关管V3的发射极与开关管V6的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的B相绕组上,从开关管V5的发射极与开关管V2的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的C相绕组上,其特征在于:换向控制步骤如下:
Cl)当相位t=0时,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(2)、当相位t=30时,控制开关管V1、V6继续导通,开关管V5关断,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(3、)当相位t=60时,控制开关管V1、V6继续导通,开关管V2开始导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(4)、当相位t=90时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V6截止,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(5)、当相位t=120时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V3导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(6)、当相位t=150时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管Vl截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(7)、当相位t=180时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管V4导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(8)、当相位t=210时,控制开关管V3,V4继续导通,开关管V2截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(9)、当相位t=240时,控制开关管V3、V4继续导通,开关管V5导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(10)、当相位t=270时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V3截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(11)、当相位t=300时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V6导通,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(12)、当相位t=330时,控制开关管V5、V6继续导通,开关管V4截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(13)、当相位t=360时,与步骤(I)相同,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端。
[0005]本发明克服了现有的无位置传感器无刷直流电机三相六状态轮流导通的换向方式带来的过大的转矩脉动的问题,不需要改变现有的驱动板的任何结构,全部通过软件可以实现,不增加硬件成本,可以在不改变驱动板结构的同时减小转矩脉动。

【专利附图】

【附图说明】
[0006]图1为现有技术中无位置传感器无刷直流电机硬件结构框图。
[0007]图2为无位置传感器无刷直流电机中驱动电路的等效电路图。
[0008]图3为三相六状态换向状态真值表。
[0009]图4为三相十二状态的换向状态真值表。

【具体实施方式】
[0010]参见图2所示,无位置传感器无刷直流电机换向控制方法,无位置传感器无刷直流电机采用星形连接的ABC三相绕组励磁结构,无位置传感器无刷直流电机通过由六个开关管V1-V6构成的全桥结构的驱动电路切换通过ABC三相绕组的电流,驱动电路中,开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极连接,开关管Vl的集电极连接至一个电源的正极,开关管V4的发射极连接至所述电源的负极,开关管V3的发射极与开关管V6的集电极连接,开关管V3的集电极连接至所述电源的正极,开关管V6的发射极连接至所述电源的负极,开关管V5的发射极与开关管V2的集电极连接,开关管V5的集电极连接至所述电源的正极,开关管V2的发射极连接至所述电源的负极,从开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的A相绕组上,从开关管V3的发射极与开关管V6的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的B相绕组上,从开关管V5的发射极与开关管V2的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的C相绕组上,换向控制步骤如下:
Cl)当相位t=0时,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(2)、当相位t=30时,控制开关管V1、V6继续导通,开关管V5关断,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(3、)当相位t=60时,控制开关管V1、V6继续导通,开关管V2开始导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(4)、当相位t=90时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V6截止,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(5)、当相位t=120时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V3导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(6)、当相位t=150时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管Vl截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(7)、当相位t=180时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管V4导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组、C相绕组后回流至电源负端;
(8)、当相位t=210时,控制开关管V3,V4继续导通,开关管V2截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(9)、当相位t=240时,控制开关管V3、V4继续导通,开关管V5导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(10)、当相位t=270时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V3截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组后回流至电源负端;
(11)、当相位t=300时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V6导通,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(12)、当相位t=330时,控制开关管V5、V6继续导通,开关管V4截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、B相绕组后回流至电源负端;
(13)、当相位t=360时,与步骤(I)相同,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端。
[0011 ] 本发明所应用的硬件电路与无位置传感器无刷直流电机三相六状态电路一样,三相全桥驱动板负责驱动开关管以及检测转子位置信号,并且检测电压和电流,将检测到的转子位置信号通过光耦送入DSP三个CAP 口,经过逻辑判断,来控制开关管的导通顺序,但是由于检测信号时转子每转过60度电角度所检测出来的,所以三相导通时的开关管开通与关断的时间全部由软件根据前后两种状态的时间计算出来的,相应的换向真值表见图3、图4。
【权利要求】
1.无位置传感器无刷直流电机换向控制方法,所述无位置传感器无刷直流电机采用星形连接的ABC三相绕组励磁结构,无位置传感器无刷直流电机通过由六个开关管V1-V6构成的全桥结构的驱动电路切换通过ABC三相绕组的电流,所述驱动电路中,开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极连接,开关管Vl的集电极连接至一个电源的正极,开关管V4的发射极连接至所述电源的负极,开关管V3的发射极与开关管V6的集电极连接,开关管V3的集电极连接至所述电源的正极,开关管V6的发射极连接至所述电源的负极,开关管V5的发射极与开关管V2的集电极连接,开关管V5的集电极连接至所述电源的正极,开关管V2的发射极连接至所述电源的负极,从开关管Vl的发射极与开关管V4的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的A相绕组上,从开关管V3的发射极与开关管V6的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的B相绕组上,从开关管V5的发射极与开关管V2的集电极之间结点上引出有导线连接至三相绕组中的C相绕组上,其特征在于:换向控制步骤如下: Cl)当相位t=0时,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端; (2)、当相位t=30时,控制开关管V1、V6继续导通,开关管V5关断,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组后回流至电源负端; (3、)当相位t=60时,控制开关管Vl、V6继续导通,开关管V2开始导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端; (4)、当相位t=90时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V6截止,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组后回流至电源负端; (5)、当相位t=120时,控制开关管V1、V2继续导通,开关管V3导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、B相绕组、C相绕组后回流至电源负端; (6)、当相位t=150时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管Vl截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组后回流至电源负端; (7)、当相位t=180时,控制开关管V2、V3继续导通,开关管V4导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组、C相绕组后回流至电源负端; (8)、当相位t=210时,控制开关管V3,V4继续导通,开关管V2截止,电流由电源正端依次流向B相绕组、A相绕组后回流至电源负端; (9)、当相位t=240时,控制开关管V3、V4继续导通,开关管V5导通,电流由电源正端依次流向B相绕组、C相绕组、A相绕组后回流至电源负端; (10)、当相位t=270时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V3截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组后回流至电源负端; (11)、当相位t=300时,控制开关管V4、V5继续导通,开关管V6导通,电流由电源正端依次流向C相绕组、A相绕组、B相绕组后回流至电源负端; (12)、当相位t=330时,控制开关管V5、V6继续导通,开关管V4截止,电流由电源正端依次流向C相绕组、B相绕组后回流至电源负端; (13)、当相位t=360时,与步骤(I)相同,控制开关管V1、V5、V6导通,电流由电源正端依次流向A相绕组、C相绕组、B相绕组后回流至电源负端。
【文档编号】H02P7/00GK104242749SQ201410370573
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】倪有源, 何强, 陈浩, 赵亮, 孙淼, 陈俊华, 余长城 申请人:合肥工业大学
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1