式可以变换为:
[0048]Ed = Vd-RX Id+ω est X LqX Iq
[0049]其中，Id为实际d轴电流，Iq为实际q轴电流，Vd为d轴施加电压，R为转子线圈电阻，Lq为q轴转子线圈电感；Ed的目标值常常为0，即偏差为_Ed。
[0050]上述公式中，相对于等式左边的Ed，等式右边的Vd、Id、Iq、Lq、ω est均为上一时刻的对应值。
[0051]估算转子位置Θ的计算公式为:
[0052]Θ = Θ Q+TsX oest，其中，Θ。为等式左边Θ上一时刻的值，Ts为控制周期。
[0053]本申请中，一个时刻对应一个周期，上一时刻指的是上一周期。
[0054]步骤4，利用估算得到的转子角速度和设定的角速度进行PI控制，得到d轴电流设定值和q轴电流设定值，利用d轴电流设定值和实际d轴电流进行PI控制，得到d轴施加电压，利用q轴电流设定值和实际q轴电流进行PI控制，得到q轴施加电压；
[0055]图2中，Id_ref表示d轴电流设定值，Iq_ref表示q轴电流设定值，通过这两个电流设定值可以设定角速度和转矩。
[0056]步骤5，将d轴施加电压和q轴施加电压进行坐标逆变换，将坐标逆变换得到的三相相电压值调制成SVPWM信号后，驱动电机工作。
[0057]其中，相电流检测回路如图3所示，U相和V相电流通过电阻R3、R5汇合后接地，由于该电流比较大，所以选取的是几个大功率的贴片电阻并联。同时该取样电阻阻值很小，所以需要对该采样电阻上的电压进行放大再输入到MCU的A/D转换器。通过MCU换算成相电流，从而进行矢量变换。
[0058]在当前实施例中，利用本发明方法的系统还存在如图4所示的过负载保护回路，U、V、W三相相电流通过采样电阻R4、R6后接地，该电阻上的压降经过低通滤波后输入到MCU的A/D转换器。通过MCU的比较启动过负载保护功能。
[0059]如图5所示，在当前实施例中的过压保护回路和欠压保护回路310V电压通过电阻R14、R15、R20、R22后接地，电阻R22上的压降输入到MCU的A/D转换器。通过MCU的比较启动过压或者欠压保护功能。
[0060]本发明当前实施例的过热保护回路如图6所示，放置在功率芯片IPM旁边的热敏电阻，将温度信号转换成电压信号。通过MCU的比较启动过热保护功能。
[0061]本发明当前实施例的反电势检测回路如图7所示，U相、V相通过分压电阻和钳位二极管，将反电势信号降压整形输入到MCU。在逆风启动的时候，起到辅助定位作用。
[0062]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，包括以下步骤: 获取无刷直流电机的三相相电流； 根据三相相电流计算得到实际d轴电流和实际q轴电流； 根据实际d轴电流和实际q轴电流估算无刷直流电机转子的角速度和位置； 利用估算得到的转子角速度和设定的角速度进行PI控制，得到d轴电流设定值和q轴电流设定值，利用d轴电流设定值和实际d轴电流进行PI控制，得到d轴施加电压，利用q轴电流设定值和实际q轴电流进行PI控制，得到q轴施加电压； 将d轴施加电压和q轴施加电压进行坐标逆变换，将坐标逆变换得到的三相相电压值调制成SVPWM信号后，驱动电机工作。
2.如权利要求1所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，所述无刷直流电机的各相相电流获取方法为:采集无刷直流电机上的其中两相相电流，并通过两相相电流推算出第三相相电流。
3.如权利要求2所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，通过两相相电流推算出第三相相电流的公式为:IU+IV+IW = O，其中，IU为U相相电流，IV为V相相电流，IW为W相相电流。
4.如权利要求1所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，实际d轴电流和实际q轴电流的计算方法为:将三相相电流进行克拉克变换，计算得到Ia以及I β，将I a以及I β进行派克变换得到实际d轴电流和实际q轴电流。
5.如权利要求4所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，I a以及Ιβ的计算公式为:Ia = 2/3 X (cosO X IU+cosl20 X IV+cos240 X Iff)I β = 2/3 X (sinO X IU+sinl20 X IV+sin240 X Iff) 其中，IU为U相相电流，IV为V相相电流，IW为W相相电流。
6.如权利要求5所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，估算转子角速度的方法为: 将操作量设为转子角速度《est、控制量设为d轴感应电压Ed，进行PI控制，其中，Ed=Vd-RX Id+oest X LqX Iq，其中，Id为实际d轴电流，Iq为实际q轴电流，Vd为d轴施加电压，R为转子线圈电阻，Lq为q轴转子线圈电感； 估算转子位置Θ的计算公式为:θ = Θ JTsX ?est，其中，Qtl为上一时刻的转子位置，Ts为控制周期。
7.如权利要求1所述的基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，其特征在于，坐标逆变换得到的三相相电压通过SVPWM调制输出PWM信号。
【专利摘要】本发明公开了一种基于MCU矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法，包括以下步骤：获取电机的三相相电流；根据三相相电流计算得到实际d轴电流和实际q轴电流；根据实际d轴电流和实际q轴电流估算转子的角速度和位置；利用转子角速度和设定的角速度进行PI控制，得到d轴电流设定值和q轴电流设定值，利用d轴电流设定值和实际d轴电流进行PI控制，得到d轴施加电压，利用q轴电流设定值和实际q轴电流进行PI控制，得到q轴施加电压；将d轴施加电压和q轴施加电压进行坐标逆变换，将坐标逆变换得到的三相相电压值调制成SVPWM信号后，驱动电机工作。本发明能够使得电机的安全性得到很大提升，电机在很大转速范围内能够高效率工作，电机振动小噪音小。
【IPC分类】H02P27-04, H02P21-00, H02P25-02
【公开号】CN104852656
【申请号】CN201510208227
【发明人】胡锋, 王苗森, 陈百均, 余健, 王兴龙
【申请人】卧龙电气集团股份有限公司, 浙江卧龙家用电机有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月28日